EP3175470A1 - Contacteur électromagnétique de puissance muni d'une tige de commande a butée d'arrêt - Google Patents

Contacteur électromagnétique de puissance muni d'une tige de commande a butée d'arrêt

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Publication number
EP3175470A1
EP3175470A1 EP15753733.3A EP15753733A EP3175470A1 EP 3175470 A1 EP3175470 A1 EP 3175470A1 EP 15753733 A EP15753733 A EP 15753733A EP 3175470 A1 EP3175470 A1 EP 3175470A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
control rod
chamber
magnetic core
contactor according
shoulder
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP15753733.3A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Romain GUIGNOT
Christophe PATROIX
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Original Assignee
Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Equipements Electriques Moteur SAS filed Critical Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Publication of EP3175470A1 publication Critical patent/EP3175470A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
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    • H01H13/70—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard
    • H01H13/82—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard characterised by contact space venting means
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    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/02—Bases, casings, or covers
    • H01H9/04—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof casings
    • H01H9/047—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof casings provided with venting means

Definitions

  • the invention relates to an electromagnetic power contactor provided with a stopper control rod.
  • the present invention finds a particularly advantageous application in the field of electromagnetic contactors for power circuits, in particular for an electric motor of an internal combustion engine starter, in particular of a motor vehicle.
  • the invention is implemented with the starters used with vehicles equipped with the function of stopping and automatic restart of the engine (function called "stop and start” in English).
  • a switch has two roles, on the one hand to move the launcher supporting the starter gear by means of a pivoting lever so as to allow the gear of the pinion on the ring of the engine to start, and on the other hand feed the electric motor of the starter for driving the pinion in rotation.
  • the contactor 1 is provided with a fixed core 2, a movable core 3, and a metal casing 5 in which is arranged a set of coils 6a, 6b mounted on an insulating annular support 9.
  • the other end of the movable core 3 is intended to act on the rear end of a control rod 13 by pushing through a central bore 16 of the fixed core 2 in which the rear portion of the rod 13 is slidably mounted.
  • the control rod 13 carries a contact plate 17 slidably mounted on the control rod 13.
  • the contact plate 17 extends transversely to cooperate with two electrical terminals 18, 19 of a power circuit and establish between them an electrical contact.
  • the control rod 13 carries a crushing spring 21 arranged between a shoulder 131 and the contact plate 17.
  • the contactor 1 also comprises a return spring 22 arranged between the cover 25 and a stop 132 of the control rod 13.
  • the movable core 3 is movable between a position, called the rest position, in which the movable core 3 is in a position remote from the fixed core 2 and a position, called the magnetized position, in which the mobile core 3 is in contact with the core.
  • fixed 2 following the activation of the set of coils 6a, 6b generating a magnetic field of attraction of the mobile core 3 towards the fixed core 2.
  • control rod 13 moved by the movable core 3 is movable between a rest position and a feed position in which the contact plate 17 makes contact with the electrical terminals 18, 19 when the mobile core 3 is in the magnetized position.
  • the document FR2994504 teaches the use of a contactor 1 provided with a control rod 13 having a shoulder 131 abutting against the fixed core 2 when the rod 13 is in the rest position. The stresses are thus distributed on the rod 13 and not on the contact plate 17 as is the case with other types of devices.
  • FIG. 2 thus shows that, at the moment of contacting the contact plate 17 with the terminals 18, 19, the speed of the mobile core 3 at the end of travel is of the order of 0.8 m / s (cf. point 01).
  • an electromagnetic power contactor in particular for an electric motor of an internal combustion engine starter, comprising:
  • a second magnetic core movable with respect to said first magnetic core, said second core being movable between a rest position and a magnetized position in which said second magnetic core is in contact with said first magnetic core,
  • a contact plate mounted on said control rod adapted to make contact with electrical terminals when said control rod is in the supply position
  • control rod comprises a shoulder and in the rest position said shoulder comprises a face in contact with said first magnetic core, said first magnetic core and said idle control rod separating a first extending chamber. between the first and second magnetic cores and a second chamber in which said contact pad is located, and
  • At least one opening made between said first chamber and said second chamber for transferring air from said first chamber to said second chamber when said second magnetic core moves from the rest position to the magnetized position.
  • said opening is made in a contact zone between said first magnetic core and the face of said shoulder when said control rod is in the rest position.
  • At least one vent is provided. According to one embodiment, at least one vent
  • two vents are made in the face of said shoulder.
  • three vents are made in the face of said shoulder.
  • said opening has an air inlet made in a radial face of said control rod located in said first chamber.
  • said opening has an air outlet formed in a radial face of said control rod located in said second chamber.
  • said opening has an air outlet made in an outer periphery of said control rod.
  • said opening is made in said first magnetic core. According to one embodiment, said opening is dimensioned so that the speed of said second magnetic core is between 0.9 and 1.1 m / s.
  • said electrical terminals have contact surfaces with said contact plate provided with pins.
  • said contact plate is held abuts against a stop by a crushing spring positioned between said shoulder and said abutment.
  • said stop is constituted by a washer immobilized axially by claws adapted to be anchored in said control rod.
  • said stop is constituted by a collar coming from material with the control rod, an attached closure clip having a radial notch receiving a portion of said control rod abuts on said shoulder of said control rod.
  • a return spring being arranged between a cover and said abutment, a force of said crushing spring on said contact pad is at least twenty Newtons greater than a force of said return spring on said control rod. active position. This limits the bouncing of the wafer when the switch is activated.
  • Figure 1 already described, shows a longitudinal sectional view of an electromagnetic contactor according to the state of the art at rest;
  • FIG. 2 already described, shows the evolution, as a function of time, of different parameters of the contactor of FIG. 2 during its transition from a state of rest to an activated state;
  • Figure 3 is a longitudinal sectional view of an electromagnetic contactor according to the present invention in the idle state
  • FIG. 4 is a perspective view of the control rod and associated elements belonging to the contactor of Figure 3;
  • FIGS 5a and 5b are respectively perspective and front views of another embodiment of the control rod belonging to the contactor of Figure 3;
  • Figure 6 shows a perspective view of the control rod alone provided with vents for the passage of air
  • FIGs 7a and 7b show the views of the faces of the control rod of Figure 6 provided respectively with two and three vents;
  • FIG. 8 shows the evolution, as a function of time, of various parameters of the contactor of FIG. 3 during its transition from a state of rest to an activated state;
  • Figure 9 shows the evolution of the speed of the movable core as a function of the section of the opening allowing the passage of air between the first and the second chamber of the contactor according to the present invention.
  • back and front correspond to a left-to-right orientation in FIG. 3, a rear part of a part being located on the left side and a front part of a part being located on the right side.
  • FIG. 3 illustrates a contactor 1 rising in place of the contactor of FIG. 1.
  • This contactor 1 is for example used to control the actuation of an electric motor of an internal combustion engine starter.
  • the contactor 1 has a fixed core 2, a movable core 3, both of ferromagnetic material, and a metal housing 5 in which is arranged a set of coils 6a, 6b mounted on an insulating annular support 9
  • the movable core 3 is able to move between a rest position shown in FIG. 3, in which the movable core 3 is in a position remote from the fixed core 2, and a magnetized position in which the movable core 3 comes into contact. with the fixed core 2.
  • the set of coils 6a, 6b comprises a call coil 6a and a contact coil 6b.
  • the two coils 6a, 6b are energized to move the movable core 3 from its rest position to its magnetized position and then the magnetized position of the core 3 is maintained by the single contact coil 6b so as to limit the consumption of the set of coils.
  • a rear end of the movable core 3 is connected, via a connecting rod 1 1 to a pivoting lever 10 (shown partially) which causes the movement of a starter gear (not shown) of the starter to the starting ring of the engine to start when the movable core 3 moves to its magnetized position.
  • a spring teeth-against-teeth 12 is compressed in case of direct non penetration of the starter pinion (not shown) in the starter ring.
  • the connecting rod 1 1 and the spring 12 are mounted inside a cavity made of electrically insulating. This cavity is closed by the front end of the movable core 3 constituted by a washer 14.
  • the displacement of the movable core 3 in the magnetized position causes the displacement in translation relative to the housing 5 of a control rod 13 between a rest position and a feed position.
  • the front end of the movable core 3 acts on the control rod 13, pushing the rear end of the rod 13 through a central bore 16 of the fixed core 2 in which the rod 13 is slidably mounted.
  • This control rod 13 is provided with a shoulder 131 and a stop 132 integral in translation with the control rod 13.
  • a contact plate 17 is mounted on the control rod 13. The passage in the feed position of the control rod 13 causes the contact plate 17 to come into contact with the electrical terminals 18, 19 to power the electric motor (not shown) causing the pinion to rotate.
  • the contact plate 17 made of an electrically conductive material is thus movable relative to the control rod 13 between an initial position in which the control rod 13 is in a rest position and a final position in which the control rod 13 is in the active position. In the initial position, the contact plate 17 bears against the stop 132 and in the final position, a clearance is formed between the stop 132 and the contact plate 17 because of the contact with the electrical terminals 18, 19.
  • the two terminals 18, 19 are fixed and are carried by a cover 25 of electrically insulating material, which is fixed by crimping in a front part of the housing 5.
  • One of the terminals 18 is intended to be connected to the positive terminal of the battery, while the other terminal 19 is intended to be connected to the electric motor of the starter as described for example in the document FR2795884 supra.
  • the electrical terminals 18, 19 have contact surfaces with the contact plate 17 provided with pins 28 to facilitate the breaking of the ice may have formed on the terminals at low temperatures.
  • a crushing spring 21, mounted on the control rod 13, is intended to hold the contact plate 17 in abutment on the stop 132 when the contact plate 17 is not in contact with the electrical terminals 18, 19 and to compress when the contact plate 17 comes into contact with the electrical terminals 18, 19.
  • the prestressing compression spring 21 is arranged between the shoulder 131 and the contact plate 17.
  • a return spring 22 is intended to facilitate the return of the control rod 13 in the rest position when the coils 6a, 6b are no longer supplied.
  • the return spring 22 is arranged between the cover 25 and the stop 132 to return the rod 13 and the contact plate 17, so that a front portion of the rod 13 is partially positioned inside. of the spring 22.
  • the springs 21, 22 are cylindrical helical springs.
  • the return spring 22 has a stiffness lower than the compression spring 21.
  • the force of the compression spring 21 on the contact plate 17 in the final position is at least twenty Newtons higher than the effort of the return spring 22 on the control rod 13 in the active position.
  • the stop 132 of the control rod 13 is constituted by a washer 30 immobilized axially by claws adapted to be anchored in the plastic material of the rod 13.
  • the stop 132 is constituted by a flange 31 made of material with the control rod 13.
  • using a closure clip 32 reported greater radial width or equal to the outer diameter of the crushing spring 21.
  • This closure clip 32 has a radial notch 33 receiving a portion of the control rod 13 and abuts on the shoulder 131 of the rod 13. The crushing spring 21 is then compressed between the closure clip 32 and the contact plate 17 which abuts on the flange 31.
  • the rod 13, as well as the shoulder 131, and if necessary the flange 31 made of material with the rod 13 are made of electrically insulating plastic to avoid any short circuit with the wafer. 17.
  • the rod 13 is thus for example made of insulating plastic material optionally reinforced with fibers. It is for example PA 6-6 and is obtained by molding. Alternatively, the rod 13 is ceramic and is obtained for example by sintering.
  • the shoulder 131 comprises a face in contact with the fixed core 2 in a contact zone 36 visible in FIG. 3.
  • This contact zone 36 in this case of shape frustoconical allows optimum distribution of the forces experienced by the control rod 13 when returning to the rest position.
  • the configuration of the rod 13 is such that when the control rod 13 is in the rest position, there is a clearance of the order of a millimeter, between the contact plate 17 and the fixed core 2.
  • the fixed core 2 and the control rod 13 separate a first chamber 37 and a second chamber 38.
  • the first chamber 37 extends between the movable core 3 and the fixed core 2 and is also delimited by an inner periphery. of the insulating annular support 9.
  • the second chamber 38 which extends between the cover 25 and the fixed core 2, corresponds to the contact chamber for the terminals 18, 19 and the contact plate 17.
  • an opening is made between the first chamber 37 and the second chamber 38 to allow the transfer of air from the first chamber 37 to the second chamber 38 when the movable core 3 moves from the rest position to the magnetized position.
  • vents 40 are made in the face of the shoulder 131 in contact with the fixed core 2 when the rod 13 is in the rest position. More precisely, in the embodiment of FIGS. 6 and 7a, two diametrically opposed vents 40 are made in the shoulder 131. In the embodiment of FIG. 7b, three vents angularly spaced from one another in a regular manner are formed in the shoulder 131. As shown in FIG. 3, the air coming from the first chamber 37 can then pass along the arrow F1 along the rod 13 between the wall delimiting the bore 16 of the fixed core 2 and the control rod 13 due to the fact that game that exists by construction between these two elements, then through the vents 40 to reach the second chamber 38.
  • vents 40 may be made in the contact zone 36 in the portion of the fixed core 2 in contact with the shoulder 131 of the control rod 13.
  • an opening 41 is made to pass axially through the control rod 13 from one side to the other.
  • An air inlet 42 is then formed in a radial face of the control rod 13 located in the first chamber 37 and an air outlet 43 formed in a radial face of the control rod 13 located in the second chamber 38. The air can thus pass through the rod 13 to pass from the first chamber 37 via the inlet d air 42 to the second chamber 38 via the air outlet 43.
  • the opening 41 has an air outlet 43 'located in the second chamber 38 and opening into a periphery of the control rod 13.
  • the opening 41 then comprises an axial portion and a radial portion in the form of a chimney extending between the outer periphery of the rod 13 and the axial portion of the opening.
  • a through opening 44 is shown in broken lines in the fixed core 2 for communicating the first 37 and the second chamber 38.
  • the supply of the set of coils 6a, 6b causes the displacement of the control rod 13 in the supply position, which causes the contact plate 17 to come into contact with the electrical terminals 18 , 19.
  • the crushing spring 21 applies a force on the contact plate 17 greater than at least 20 Newtons to the force exerted by the return spring 22 on the control rod 13 because of the difference in stiffness between the crushing spring 21 and the return spring 22.
  • This upper force of the crushing spring 21 relative to the return spring 22 limits the clearance formed between the contact plate 17 and the stop 132 in FIG. final position of the contact plate 17, that is to say at the moment of contact with the terminals 18, 19.
  • the rebound experienced by the contact plate 17 is reduced when the control rod 13 is moved into the active position, so that the power supply of the electric motor is carried out without any false contacts being made. (see curve of the intensity traversing the starter (1_starter) represented by crosses in Figure 8).
  • the speed of the movable core 3 is of the order of 0.9m / s when the wafer 17 arrives in the final position against the terminals 18, 19 (see point 02).
  • the openings 40, 41, 44 are made so that the speed of the movable core 3 is between 0.9 and 1.1 m / s.
  • the movable core 3 is no longer attracted to the fixed core 2, which causes a return of the movable core 3 in the rest position.
  • the return spring 22 disconnects the contact plate 17 from the electrical terminals 18, 19 so as to allow the return of the control rod 13 in the rest position.
  • the shoulder 131 then returns in contact with the fixed core 2.
  • the crushing spring 21 is also decompressed so that the contact plate 17 moves from its final position to its initial position in which it comes to rest against the stop 132.
  • the fixed core 2 is replaced by a closing core of the flow which is movable at least in part relative to the casing 5 of the starter.
  • the invention applies to all types of contactors 1 for electric motors of conventional starters internal combustion engine.
  • the contactor 1 can be located above the electric motor of the starter as in the document FR2795884.
  • the contactor 1 is offset by being for example implanted transversely to the rear of the electric motor of the starter as in the document FR2843427.
  • the contactor 1 comprises only one coil as described in the document FR2795884.
  • a specific electric motor is provided to actuate the lever, so that the movable core 3 is simplified without being connected to the lever.

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Abstract

L'invention concerne un contacteur (1) électromagnétique comportant -un premier (2)et un second (2) noyau magnétique,le second (2) étant mobile par rapport audit premier noyau (1) -une tige de commande (13) mobile entre une position repos et une position d'alimentation, ladite tige de commande (13) comprenant un épaulement (131), en position repos: -ledit épaulement (131) comprend une face en contact avec ledit premier noyau magnétique (2), -ledit premier noyau magnétique (2) et ladite tige de commande (13) séparant une première chambre (37) s'étendant entre le premier (2) et le second (3) noyaux magnétiques et une seconde chambre (38) dans laquelle est située ladite plaquette de contact (17), et -au moins une ouverture (40) réalisée entre ladite première chambre (37) et ladite seconde chambre (38) permettant le transfert d'air de ladite première chambre (37) vers ladite seconde chambre (38) lorsque ledit second noyau magnétique (3) se déplace de la position de repos vers la position aimantée.

Description

CONTACTEUR ELECTROMAGNETIQUE DE PUISSANCE MUNI D'UNE TIGE DE COMMANDE A BUTEE D'ARRET
L'invention porte sur un contacteur électromagnétique de puissance muni d'une tige de commande à butée d'arrêt. La présente invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine des contacteurs électromagnétiques pour circuit de puissance, notamment pour un moteur électrique d'un démarreur de moteur à combustion interne, en particulier de véhicule automobile.
En particulier, l'invention est mise en œuvre avec les démarreurs utilisés avec les véhicules équipés de la fonction d'arrêt et de re-démarrage automatique du moteur thermique (fonction dite "stop and start" en anglais).
De façon connue en soi, un contacteur a deux rôles, d'une part déplacer le lanceur supportant le pignon du démarreur par le biais d'un levier pivotant 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.
A cet effet, comme cela est montré sur la figure 1 , le contacteur 1 est doté d'un noyau fixe 2, d'un noyau mobile 3, et d'un carter métallique 5 dans lequel est agencé un jeu de bobines 6a, 6b montées sur un support annulaire isolant 9.
Une extrémité du noyau mobile 3 est reliée au levier pivotant 10. L'autre extrémité du noyau mobile 3 est destinée à agir sur l'extrémité arrière d'une tige de commande 13 par poussée à travers un alésage central 16 du noyau fixe 2 dans lequel la partie arrière de la tige 13 est montée coulissante. La tige de commande 13 porte une plaquette de contact 17 montée coulissante sur la tige de commande 13. La plaquette de contact 17 s'étend transversalement pour pouvoir coopérer avec deux bornes électriques 18, 19 d'un circuit électrique de puissance et établir entre elles un contact électrique. La tige de commande 13 porte un ressort d'écrasement 21 agencé entre un épaulement 131 et la plaquette de contact 17. Le contacteur 1 comporte également un ressort de rappel 22 agencé entre le capot 25 et une butée 132 de la tige de commande 13. Le noyau mobile 3 est mobile entre une position, dite position de repos, dans laquelle le noyau mobile 3 est dans une position éloignée du noyau fixe 2 et une position, dite position aimantée, dans laquelle le noyau mobile 3 est en contact avec le noyau fixe 2 suite à l'activation du jeu de bobines 6a, 6b générant un champ magnétique d'attraction du noyau mobile 3 vers le noyau fixe 2.
Par ailleurs, la tige de commande 13 déplacée par le noyau mobile 3 est mobile entre une position de repos et une position d'alimentation dans laquelle la plaquette de contact 17 établit un contact avec les bornes électriques 18, 19 lorsque le noyau mobile 3 est en position aimantée. Afin d'augmenter la longévité du contacteur 1 pour les applications de type "stop and start" dans lesquelles le démarreur est fortement sollicité, le document FR2994504 enseigne l'utilisation d'un contacteur 1 muni d'une tige de commande 13 comportant un épaulement 131 faisant butée contre le noyau fixe 2 lorsque la tige 13 est dans la position repos. Les contraintes sont ainsi réparties sur la tige 13 et non sur la plaquette de contact 17 comme cela est le cas avec d'autres types de dispositifs.
Le problème d'une telle configuration est que l'épaulement 131 obture le flux d'air généré par le déplacement du noyau mobile 3, ce qui se traduit par un ralentissement de la vitesse de déplacement du noyau 3 de la position de repos vers la position aimantée. La figure 2 montre ainsi qu'au moment de l'établissement du contact de la plaquette de contact 17 avec les bornes 18, 19, la vitesse du noyau mobile 3 en fin de course est de l'ordre de 0.8m/s (cf. point 01 ). Or, une telle vitesse n'est pas suffisante pour casser la glace susceptible de s'être formée sur les bornes électriques 18, 19 en cas de basse température. L'invention vise à remédier efficacement à cet inconvénient en proposant un contacteur électromagnétique de puissance, notamment pour un moteur électrique d'un démarreur de moteur à combustion interne, comportant :
- un premier noyau magnétique,
- un second noyau magnétique mobile par rapport audit premier noyau magnétique, ledit second noyau étant mobile entre une position repos et une position aimantée dans laquelle ledit second noyau magnétique est en contact avec ledit premier noyau magnétique,
- une tige de commande mobile entre une position repos et une position d'alimentation,
- une plaquette de contact montée sur ladite tige de commande apte à établir un contact avec des bornes électriques lorsque ladite tige de commande se trouve dans la position d'alimentation,
dans lequel ladite tige de commande comprend un épaulement et en ce que, en position repos, ledit épaulement comprend une face en contact avec ledit premier noyau magnétique, ledit premier noyau magnétique et ladite tige de commande en positon repos séparant une première chambre s'étendant entre le premier et le second noyaux magnétiques et une seconde chambre dans laquelle est située ladite plaquette de contact, et
- au moins une ouverture réalisée entre ladite première chambre et ladite seconde chambre permettant le transfert d'air de ladite première chambre vers ladite seconde chambre lorsque ledit second noyau magnétique se déplace de la position de repos vers la position aimantée.
La réalisation d'une telle ouverture permet d'augmenter la vitesse de déplacement du noyau mobile et donc de la plaquette de contact, ce qui favorise le cassage de la glace susceptible de s'être formée sur les bornes électriques en cas de faibles températures.
Selon une réalisation, ladite ouverture est réalisée dans une zone de contact entre ledit premier noyau magnétique et la face dudit épaulement lorsque ladite tige de commande est en position repos.
Selon une réalisation, au moins un évent
dans la face dudit l'épaulement. Selon une réalisation, deux évents sont réalisés dans la face dudit épaulement.
Selon une réalisation, trois évents sont réalisés dans la face dudit épaulement. Selon une réalisation, ladite ouverture présente une entrée d'air réalisée dans une face radiale de ladite tige de commande située dans ladite première chambre.
Selon une réalisation, ladite ouverture présente une sortie d'air réalisée dans une face radiale de ladite tige de commande située dans ladite seconde chambre.
Selon une réalisation, ladite ouverture présente une sortie d'air réalisée dans une périphérie externe de ladite tige de commande.
Selon une réalisation, ladite ouverture est réalisée dans ledit premier noyau magnétique. Selon une réalisation, ladite ouverture est dimensionnée en sorte que la vitesse dudit second noyau magnétique est comprise entre 0,9 et 1 ,1 m/s.
Selon une réalisation, lesdites bornes électriques présentent des surfaces de contact avec ladite plaquette de contact munies de picots.
Selon une réalisation, ladite plaquette de contact est maintenue est appui contre une butée par un ressort d'écrasement positionné entre ledit épaulement et ladite butée.
Selon une réalisation, ladite butée est constituée par une rondelle immobilisée axialement par des griffes aptes à s'ancrer dans ladite tige de commande. Selon une réalisation, ladite butée est constituée par une collerette venant de matière avec la tige de commande, un clip de fermeture rapporté présentant une encoche radiale recevant une portion de ladite tige de commande est en butée sur ledit épaulement de ladite tige de commande. Selon une réalisation, un ressort de rappel étant agencé entre un capot et ladite butée, un effort dudit ressort d'écrasement sur ladite plaquette de contact est supérieur d'au moins vingt Newtons à un effort dudit ressort de rappel sur ladite tige de commande en position active. On limite ainsi les rebonds de la plaquette lors de l'activation du contacteur.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention.
La figure 1 , déjà décrite, représente une vue en coupe longitudinale d'un contacteur électromagnétique selon l'état de la technique à l'état repos;
La figure 2, déjà décrite, montre l'évolution, en fonction du temps, de différents paramètres du contacteur de la figure 2 lors de son passage d'un état de repos à un état activé;
La figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un contacteur électromagnétique selon la présente invention à l'état repos ;
La figure 4 est une vue en perspective de la tige de commande et des éléments associés appartenant au contacteur de la figure 3;
Les figures 5a et 5b sont respectivement des vues en perspective et de face d'un autre mode de réalisation de la tige de commande appartenant au contacteur de la figure 3;
La figure 6 montre une vue en perspective de la tige de commande seule munie d'évents pour le passage de l'air;
Les figures 7a et 7b montrent les vues de faces de la tige de commande de la figure 6 munie respectivement de deux et trois évents; La figure 8 montre l'évolution, en fonction du temps, de différents paramètres du contacteur de la figure 3 lors de son passage d'un état de repos à un état activé; La figure 9 montre l'évolution de la vitesse du noyau mobile en fonction de la section de l'ouverture autorisant le passage de l'air entre la première et la seconde chambre du contacteur selon la présente invention.
Dans la description qui suit les termes relatifs "arrière" et "avant" correspondent à une orientation de gauche à droite sur la figure 3, une partie arrière d'une pièce étant située du côté gauche et une partie avant d'une pièce étant située du côté droit.
La figure 3 illustre un contacteur 1 se montant en lieu et place du contacteur de la figure 1 . Ce contacteur 1 est par exemple utilisé pour commander l'actionnement d'un moteur électrique d'un démarreur de moteur à combustion interne. Le contacteur 1 est doté d'un noyau fixe 2, d'un noyau mobile 3, tous deux en matériau ferromagnétique, et d'un carter métallique 5 dans lequel est agencée un jeu de bobines 6a, 6b montées sur un support annulaire isolant 9. Le noyau mobile 3 est apte à se déplacer entre une position de repos représentée sur la figure 3, dans laquelle le noyau mobile 3 est dans une position éloignée du noyau fixe 2, et une position aimantée dans laquelle le noyau mobile 3 vient en contact avec le noyau fixe 2.
A cet effet, le jeu de bobines 6a, 6b comprend une bobine d'appel 6a et une bobine de contact 6b. Les deux bobines 6a, 6b sont alimentées pour déplacer le noyau mobile 3 de sa position de repos à sa position aimantée puis le maintien en position aimantée du noyau 3 est assuré par la seule bobine de contact 6b de manière à limiter la consommation du jeu de bobines. Une extrémité arrière du noyau mobile 3 est reliée, via une tige de liaison 1 1 à un levier pivotant 10 (représenté partiellement) qui entraîne le déplacement d'un lanceur de pignon (non représenté) du démarreur vers la couronne de démarrage du moteur thermique à démarrer lorsque le noyau mobile 3 se déplace vers sa position aimantée. Un ressort dents-contre-dents 12 est comprimé en cas de non pénétration directe du pignon du lanceur (non représenté) dans la couronne de démarrage. La tige de liaison 1 1 et le ressort 12 sont montés à l'intérieur d'une cavité en matière électriquement isolante. Cette cavité est fermée par l'extrémité avant du noyau mobile 3 constituée par une rondelle 14.
En outre, le déplacement du noyau mobile 3 en position aimantée entraîne le déplacement en translation par rapport au carter 5 d'une tige de commande 13 entre une position de repos et une position d'alimentation. A cet effet, l'extrémité avant du noyau mobile 3 agit sur la tige de commande 13, en poussant l'extrémité arrière de la tige 13 à travers un alésage central 16 du noyau fixe 2 dans lequel la tige 13 est montée coulissante.
Cette tige de commande 13 est munie d'un épaulement 131 et d'une butée 132 solidaire en translation de la tige de commande 13. Une plaquette de contact 17 est montée sur la tige de commande 13. Le passage en position d'alimentation de la tige de commande 13 provoque la mise en contact de la plaquette de contact 17 avec les bornes électriques 18, 19 pour alimenter le moteur électrique (non représenté) entraînant la rotation du pignon. La plaquette de contact 17 réalisée dans un matériau électriquement conducteur est ainsi mobile par rapport à la tige de commande 13 entre une position initiale dans laquelle la tige de commande 13 est dans une position de repos et une position finale dans laquelle la tige de commande 13 est en position active. En position initiale, la plaquette de contact 17 est en appui contre la butée 132 et en position finale, un jeu est formé entre la butée 132 et la plaquette de contact 17 du fait du contact avec les bornes électriques 18, 19.
Les deux bornes 18, 19 sont fixes et sont portées par un capot 25 en matériau électriquement isolant, qui est fixé par sertissage dans une partie avant du carter 5. Une des bornes 18 est destinée à être reliée à la borne positive de la batterie, tandis que l'autre borne 19 est destinée à être reliée au moteur électrique du démarreur comme décrit par exemple dans le document FR2795884 précité. De préférence, les bornes électriques 18, 19 présentent des surfaces de contact avec la plaquette de contact 17 munies de picots 28 pour faciliter la casse de la glace susceptibles de s'être formée sur les bornes en cas de faibles températures. Un ressort d'écrasement 21 , monté sur la tige de commande 13, est destiné à maintenir la plaquette de contact 17 en appui sur la butée 132 lorsque la plaquette de contact 17 n'est pas en contact avec les bornes électriques 18, 19 et à se comprimer lorsque la plaquette de contact 17 entre en contact avec les bornes électriques 18, 19. A cet effet, le ressort d'écrasement 21 précontraint est agencé entre l'épaulement 131 et la plaquette de contact 17.
Par ailleurs, un ressort de rappel 22 est destiné à faciliter le retour de la tige de commande 13 en position de repos lorsque les bobines 6a, 6b ne sont plus alimentées. A cet effet, le ressort de rappel 22 est agencé entre le capot 25 et la butée 132 pour rappeler la tige 13 et la plaquette de contact 17, en sorte qu'une partie avant de la tige 13 est en partie positionnée à l'intérieur du ressort 22.
Les ressorts 21 , 22 sont des ressorts hélicoïdaux de forme cylindrique. Le ressort de rappel 22 a une raideur inférieure au ressort d'écrasement 21 . De préférence, pour limiter les rebonds de la plaquette 17 lors de l'activation du contacteur 1 , l'effort du ressort d'écrasement 21 sur la plaquette de contact 17 en position finale est supérieur d'au moins vingt Newtons à l'effort du ressort de rappel 22 sur la tige de commande 13 en position active.
Dans l'exemple de réalisation des figures 3 et 4, la butée 132 de la tige de commande 13 est constituée par une rondelle 30 immobilisée axialement par des griffes aptes à s'ancrer dans la matière plastique de la tige 13. En variante, comme cela est représenté sur les figures 5a, 5b, et 6, la butée 132 est constituée par une collerette 31 venant de matière avec la tige de commande 13. Dans ce mode de réalisation, on utilise un clip de fermeture 32 rapporté de largeur radiale supérieure ou égale au diamètre externe du ressort d'écrasement 21 . Ce clip de fermeture 32 présente une encoche radiale 33 recevant une portion de la tige 13 de commande et est en butée sur l'épaulement 131 de la tige 13. Le ressort d'écrasement 21 est alors monté comprimé entre le clip de fermeture 32 et la plaquette de contact 17 qui est en butée sur la collerette 31 .
La tige 13, ainsi que l'épaulement 131 , et le cas échéant la collerette 31 venant de matière avec la tige 13 sont réalisés en matière plastique électriquement isolante afin d'éviter tout court-circuit avec la plaquette de contact 17. La tige 13 est ainsi par exemple réalisée en matière plastique isolante renforcée éventuellement par des fibres. Elle est par exemple en PA 6-6 et est obtenue par moulage. En variante, la tige 13 est en céramique et est obtenue par exemple par frittage. Lorsque la tige de commande 13 est en position de repos, l'épaulement 131 comprend une face en contact avec le noyau fixe 2 dans une zone de contact 36 visible sur la figure 3. Cette zone de contact 36, en l'occurrence de forme tronconique permet de répartir de manière optimum les efforts subis la tige de commande 13 lors de son retour en position repos. La configuration de la tige 13 est telle que lorsque la tige de commande 13 est en position repos, il existe un jeu de l'ordre du millimètre, entre la plaquette de contact 17 et le noyau fixe 2.
En positon repos, le noyau fixe 2 et la tige de commande 13 séparent une première chambre 37 et une seconde chambre 38. La première chambre 37 s'étend entre le noyau mobile 3 et le noyau fixe 2 et est délimité également par une périphérie interne du support annulaire isolant 9. La seconde chambre 38, qui s'étend entre le capot 25 et le noyau fixe 2, correspond à la chambre de contact pour les bornes 18, 19 et la plaquette de contact 17.
Conformément à l'invention, une ouverture est réalisée entre la première chambre 37 et la seconde chambre 38 pour permettre le transfert d'air de la première chambre 37 vers la seconde chambre 38 lorsque le noyau mobile 3 se déplace de la position repos vers la position aimantée.
Ainsi, dans les modes de réalisation des figures 3, 4, 6, 7a et 7b, on réalise au moins un évent 40 dans la face de l'épaulement 131 en contact avec le noyau fixe 2 lorsque la tige 13 est en position repos. Plus précisément, dans le mode de réalisation des figures 6 et 7a, deux évents 40 diamétralement opposés sont réalisés dans l'épaulement 131 . Dans le mode de réalisation de la figure 7b, trois évents espacés angulairement entre eux de manière régulière sont réalisés dans l'épaulement 131 . Comme montré sur la figure 3, l'air issu de la première chambre 37 peut alors passer suivant la flèche F1 le long de la tige 13 entre la paroi délimitant l'alésage 16 du noyau fixe 2 et la tige de commande 13 du fait du jeu qui existe par construction entre ces deux éléments, pour ensuite passer par les évents 40 pour atteindre la seconde chambre 38.
En variante, les évents 40 pourront être réalisés dans la zone de contact 36 dans la partie du noyau fixe 2 en contact avec l'épaulement 131 de la tige de commande 13.
Dans le mode de réalisation des figures 5a et 5b, on réalise une ouverture 41 traversant axialement de part en part la tige de commande 13. On a alors une entrée d'air 42 réalisée dans une face radiale de la tige de commande 13 située dans la première chambre 37 et une sortie d'air 43 réalisée dans une face radiale de la tige de commande 13 située dans la seconde chambre 38. L'air peut ainsi traverser la tige 13 pour passer de la première chambre 37 via l'entrée d'air 42 à la seconde chambre 38 via la sortie d'air 43.
Alternativement, comme cela est représenté en traits discontinus sur la figure 5b, l'ouverture 41 présente une sortie d'air 43' située dans la seconde chambre 38 et débouchant dans une périphérie de la tige de commande 13. L'ouverture 41 comporte alors une portion axiale ainsi qu'une portion radiale en forme de cheminée qui s'étend entre la périphérie externe de la tige 13 et la portion axiale de l'ouverture.
En variante, comme cela est montré sur la figure 3, on réalise une ouverture traversante 44 représentée en traits discontinus dans le noyau fixe 2 pour mettre en communication la première 37 et la seconde chambre 38.
Comme décrit précédemment, en fonctionnement, l'alimentation du jeu de bobines 6a, 6b provoque le déplacement de la tige de commande 13 en position d'alimentation, ce qui provoque la mise en contact de la plaquette de contact 17 avec les bornes électriques 18, 19. A cet instant, le ressort d'écrasement 21 applique un effort sur la plaquette de contact 17 supérieur d'au moins 20 Newtons à l'effort exercé par le ressort de rappel 22 sur la tige de commande 13 du fait de la différence de raideur entre le ressort d'écrasement 21 et le ressort de rappel 22. Cet effort supérieur du ressort d'écrasement 21 par rapport au ressort de rappel 22 permet de limiter le jeu formé entre la plaquette de contact 17 et la butée 132 en position finale de la plaquette de contact 17, c'est-à-dire au moment du contact avec les bornes électriques 18, 19. Le rebond subi par la plaquette de contact 17 est donc réduit lors du passage en position active de la tige de commande 13, en sorte que l'alimentation du moteur électrique est réalisée sans qu'il y ait de faux contacts (cf. courbe de l'intensité parcourant le démarreur (l_démarreur) représentée par des croix sur la figure 8).
Par ailleurs, le fait que l'air puisse passer de la première chambre 37 vers la seconde chambre 38 permet d'augmenter la vitesse de déplacement de la plaquette 17, ce qui favorise le cassage de la glace susceptible de s'être formée sur les bornes 18, 19 en cas de faibles températures. En l'occurrence la vitesse du noyau mobile 3 est de l'ordre de 0.9m/s lorsque la plaquette 17 arrive en position finale contre les bornes 18, 19 (cf. point 02). Comme on peut le voir sur la figure 9, il est possible d'adapter la vitesse de déplacement du noyau mobile 3 et donc de la plaquette 17 en fonction de la section de passage de l'ouverture. De préférence, les ouvertures 40, 41 , 44 sont réalisées en sorte que la vitesse du noyau mobile 3 est comprise entre 0.9 et 1 .1 m/s.
Par ailleurs, lorsque les bobines 6a, 6b ne sont plus alimentées, le noyau mobile 3 n'est plus attiré vers le noyau fixe 2, ce qui provoque un retour du noyau mobile 3 dans la position de repos. Le ressort de rappel 22 permet de déconnecter la plaquette de contact 17 des bornes électriques 18, 19 de manière à permettre le retour de la tige de commande 13 en position de repos. L'épaulement 131 revient alors en contact avec le noyau fixe 2.
Le ressort d'écrasement 21 est également décomprimé en sorte que la plaquette de contact 17 passe de sa position finale à sa position initiale dans laquelle elle revient en appui contre la butée 132.
Alternativement, on remplace le noyau fixe 2 par un noyau de fermeture du flux qui est mobile au moins en partie par rapport au carter 5 du démarreur.
L'invention s'applique à tous les types de contacteurs 1 pour les moteurs électriques des démarreurs usuels de moteur à combustion interne. Ainsi, le contacteur 1 peut être implanté au dessus du moteur électrique du démarreur comme dans le document FR2795884. En variante, le contacteur 1 est déporté en étant par exemple implanté transversalement à l'arrière du moteur électrique du démarreur comme dans le document FR2843427.
Le ressort dents-contre-dents qui est comprimé en cas de non pénétration directe du pignon du lanceur dans la couronne de démarrage est implanté soit dans le contacteur 1 comme à la figure 3, soit à l'extérieur du contacteur 1 entre le lanceur et le levier d'actionnement comme à la figure 1 du document EP0960276.
En variante, le contacteur 1 ne comporte qu'une bobine comme décrit dans le document FR2795884. En variante, un moteur électrique spécifique est prévu pour actionner le levier, en sorte que le noyau mobile 3 est simplifié en étant dépourvu de moyens de liaison avec le levier.
Bien entendu, la description qui précède a été donnée à titre d'exemple uniquement et ne limite pas le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution par tous autres équivalents.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Contacteur (1 ) électromagnétique de puissance, notamment pour un moteur électrique d'un démarreur de moteur à combustion interne, comportant :
- un premier noyau magnétique (2),
- un second noyau magnétique (3) mobile par rapport audit premier noyau magnétique (2), ledit second noyau étant mobile entre une position repos et une position aimantée dans laquelle ledit second noyau magnétique (2) est en contact avec ledit premier noyau magnétique (2),
- une tige de commande (13) mobile entre une position repos et une position d'alimentation,
- une plaquette de contact (17) montée sur ladite tige de commande (13) apte à établir un contact avec des bornes électriques (18, 19) lorsque ladite tige de commande (13) se trouve dans la position d'alimentation,
dans lequel ladite tige de commande (13) comprend un épaulement
(131 ) et en ce que, en position repos, ledit épaulement (131 ) comprend une face en contact avec ledit premier noyau magnétique (2), ledit premier noyau magnétique (2) et ladite tige de commande (13) en positon repos séparant une première chambre (37) s'étendant entre le premier (2) et le second (3) noyaux magnétiques et une seconde chambre (38) dans laquelle est située ladite plaquette de contact (17), et
- au moins une ouverture (40, 41 , 44) réalisée entre ladite première chambre (37) et ladite seconde chambre (38) permettant le transfert d'air de ladite première chambre (37) vers ladite seconde chambre (38) lorsque ledit second noyau magnétique (3) se déplace de la position de repos vers la position aimantée.
2. Contacteur selon la revendication 1 , dans lequel ladite ouverture est réalisée dans une zone de contact (36) entre ledit premier noyau magnétique (2) et la face dudit épaulement (131 ) lorsque ladite tige de commande (13) est en position repos.
3. Contacteur selon la revendication 2, dans lequel au moins un évent (40) est réalisé dans la face dudit l'épaulement (131 ).
4. Contacteur selon la revendication 3, dans lequel deux évents (40) sont réalisés dans la face dudit épaulement (131 ).
5. Contacteur selon la revendication 3, dans lequel trois évents (40) sont réalisés dans la face dudit épaulement (131 ).
6. Contacteur selon la revendication 1 , dans lequel ladite ouverture
(41 ) présente une entrée d'air (42) réalisée dans une face radiale de ladite tige de commande (13) située dans ladite première chambre (37).
7. Contacteur selon la revendication 6, dans lequel ladite ouverture (41 ) présente une sortie d'air (43) réalisée dans une face radiale de ladite tige de commande (13) située dans ladite seconde chambre (38).
8. Contacteur selon la revendication 6, dans lequel ladite ouverture présente une sortie d'air (43') réalisée dans une périphérie externe de ladite tige de commande (13).
9. Contacteur selon la revendication 1 , dans lequel ladite ouverture (44) est réalisée dans ledit premier noyau magnétique (2).
10. Contacteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel ladite ouverture (40, 41 , 44) est dimensionnée en sorte que la vitesse dudit second noyau magnétique (3) est comprise entre 0,9 et 1 ,1 m/s.
1 1 . Contacteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel lesdites bornes électriques (18, 19) présentent des surfaces de contact avec ladite plaquette de contact (17) munies de picots (28).
12. Contacteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 1 , dans lequel ladite plaquette de contact (17) est maintenue est appui contre une butée (132) par un ressort d'écrasement (21 ) positionné entre ledit épaulement (131 ) et ladite butée (132).
13. Contacteur selon la revendication 12, dans lequel ladite butée (132) est constituée par une rondelle (30) immobilisée axialement par des griffes aptes à s'ancrer dans ladite tige de commande (13).
14. Contacteur selon la revendication 12, dans lequel ladite butée (132) est constituée par une collerette (31 ) venant de matière avec la tige de commande (13), un clip de fermeture (32) rapporté présentant une encoche radiale (33) recevant une portion de ladite tige (13) de commande est en butée sur ledit épaulement (131 ) de ladite tige de commande (13).
15. Contacteur selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, dans lequel un ressort de rappel (22) étant agencé entre un capot (25) et ladite butée (132), un effort dudit ressort d'écrasement (21 ) sur ladite plaquette de contact (17) est supérieur d'au moins vingt Newtons à un effort dudit ressort de rappel (22) sur ladite tige de commande (13) en position active.
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