FR3063831A1

FR3063831A1 - Contacteur pour demarreur

Info

Publication number: FR3063831A1
Application number: FR1751825A
Authority: FR
Inventors: Tristan Guesney
Original assignee: Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Current assignee: Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Priority date: 2017-03-07
Filing date: 2017-03-07
Publication date: 2018-09-14
Anticipated expiration: 2037-03-07
Also published as: FR3063831B1; EP3372821A1

Abstract

Le contacteur (1) pour démarreur comporte : ▪ Une plaquette mobile (30) entre une première position (POS1) et une seconde position (POS2), ▪ Une borne de contact électrique (20), ▪ Un noyau mobile bi matériaux (2) conducteur électriquement comprenant une partie ferromagnétique (4), le noyau mobile bi matériaux (2) étant mobile entre une position initiale (POSi) et une position de contact (POSc), ▪ Une bobine (9) entourant le noyau mobile bi matériaux (2) pour le maintenir en position initial (POSi) lorsque la bobine (9) est alimenté électriquement. Le noyau mobile bi matériaux (2) comprend une pastille de contact (3, 3') formant l'une des extrémité dudit noyau mobile bi matériaux (1) pour relier électriquement la borne (20) à la plaquette (30), ladite pastille (3, 3') comportant une résistivité inférieure à celle de la partie ferromagnétique (4) et en ce que la partie ferromagnétique (4) est en série électriquement avec la pastille (3, 3') et la borne (20) ou la plaquette (30) en position de contact (POSc) pour transporter toutes les charges électrique entre la borne (20) et la plaquette (30).

Description

Titulaire(s) : VALEO EQUIPEMENTS ELECTRIQUES MOTEUR Société par actions simplifiée.

Demande(s) d’extension

Mandataire(s) : VALEO EQUIPEMENTS ELECTRIQUES MOTEUR Société par actions simplifiée.

FR 3 063 831 - A1 (54) CONTACTEUR POUR DEMARREUR.

©) Le contacteur (1 ) pour démarreur comporte :

Une plaquette mobile (30) entre une première position (POS1) et une seconde position (POS2),

Une borne de contact électrique (20),

Un noyau mobile bi matériaux (2) conducteur électriquement comprenant une partie ferromagnétique (4), le noyau mobile bi matériaux (2) étant mobile entre une position initiale (POSi) et une position de contact (POSc),

Une bobine (9) entourant le noyau mobile bi matériaux (2) pour le maintenir en position initial (POSi) lorsque la bobine (9) est alimenté électriquement.

Le noyau mobile bi matériaux (2) comprend une pastille de contact (3, 3') formant l'une des extrémité dudit noyau mobile bi matériaux (1) pour relier électriquement la borne (20) à la plaquette (30), ladite pastille (3, 3') comportant une résistivité inférieure à celle de la partie ferromagnétique (4) et en ce que la partie ferromagnétique (4) est en série électriquement avec la pastille (3, 3') et la borne (20) ou la plaquette (30) en position de contact (POSc) pour transporter toutes les charges électrique entre la borne (20) et la plaquette (30).

OS I

-1 CONTACTEUR POUR DEMARREUR

DOMAINE

L’invention concerne le domaine technique des démarreurs pour moteur de véhicule automobile comportant un moteur thermique. Plus particulièrement, le domaine technique de l’invention concerne les contacteurs permettant d’activer ou non un moteur électrique du démarreur.

ETAT DE L’ART

Actuellement, certains contacteurs comprennent un élément de commutation commandé, par exemple par un calculateur, pour décider de la mise en marche du moteur électrique du démarreur. Une problématique naît du passage du fonctionnement du moteur électrique et du moteur thermique et de leur coordination dans leur fonctionnement. Cet élément de commutation permet de dissocier l’avancement du pignon dans la couronne avec l’alimentation du moteur électrique. L’élément de commutation permet donc avantageusement d’alimenter le moteur électrique une fois que le pignon est engrené dans la couronne. Cette fonction permet notamment d’éviter le fraisage du pignon avec la couronne lorsque les deux éléments sont en rotation sans être engrenés.

Une première solution de l’état de l’art est illustrée à la figure 1 .La figure 1 représente un élément de commutation MC de l’état de l’art comportant un noyau mobile P2 en matériau ferromagnétique monté avec une bobine L2 pour empêcher le déplacement dudit noyau P2 lorsque la bobine L2 est activé. Le noyau mobile P2 est également monté avec un élément conducteur électrique C2 en forme de U pour le passage des charges entre la plaquette C1 et une extrémité D d’une borne B2 ou inversement. La plaquette C1 est un contact mobile qui permet de relier la borne B2 à une autre borne B1, dans laquelle la borne B2 ou la borne B1 est destinée à être reliée à une borne positive de la batterie du véhicule et l’autre borne à des balais positives du moteur électrique. La plaquette C1 est mobile entre une position repos dans laquelle elle est isolée électrique d’au moins une des bornes et dans une position active ou elle relie éclectiquement les deux bornes. La plaquette est déplacée par le biais d’une tige non

-2 représentée elle-même déplacée par un noyau principale mobile du contacteur non représentée qui se déplace d’une position repos éloigné d’un noyau fixe non représenté vers une position active en contact avec le noyau fixe. Le déplacement du noyau mobile vers la position active se produit par le biais d’une bobine dite bobine d’appel qui lorsqu’elle est alimenté produit un champ magnétique attirant le noyau mobile vers le noyau fixe. Le noyau mobile déplace en outre le pignon vers la couronne lorsqu’il se déplace de la position repos vers la position active. Une des difficultés rencontrées dans la mise en œuvre de la solution de l’état de l’art est que le noyau mobile P2 est une pièce qui est confinée dans un faible encombrement et qui doit être montée avec de nombreux éléments tels que notamment une bobine, un élément conducteur C2 et un ressort de rappel pour dégager le noyau mobile de la borne B2. En outre, la pièce conductrice C2 forme un U est n’est pas toujours optimisée pour réaliser la fonction de conduction car elle est encombrante. Le noyau mobile est donc assemblé avec d’autres pièces afin de dissocier les fonctions ferromagnétique et conductrice du conducteur.

Une seconde solution de l’état de l’art est d’utiliser un noyau mobile ferromagnétique qui transporte les charges de la plaquette à la borne par exemple en acier. Un problème est que les contacts entre d’une part la plaquette et le noyau mobile et d’autre part la borne et le noyau mobile favorisent la formation d’effets indésirables tels que des arcs électriques ou des phénomènes de soudures. Ces effets sont liés :

aux forts courants transitant dans les pièces en contact électrique, aux écarts de résistivité par exemple entre l’acier du noyau mobile et le cuivre de la plaquette et, aux rebonds du au choc du noyau principale du contacteur contre le noyau fixe lorsque le noyau mobile P2 est en contact avec la borne avant ce choc formant des arcs électriques.

De tel soudure entre le noyau et la borne entraînerait un risque de fraisage du pignon dans la couronne et donc l’usure prématuré du démarreur.

RESUME DE L’INVENTION

L’invention permet de diminuer les inconvénients précités.

-3 L’invention offre une solution d’un contacteur comportant un noyau mobile bi matériaux permettant de réaliser à la fois la fonction ferromagnétique pour être entraîné sous l’effet d’un aimant et une fonction conductrice par l’intermédiaire d’un agencement entre un matériau conducteur et un matériau ferromagnétique transportant les charges électrique d’une extrémité à l’autre lors de l’établissement d’un contact avec la borne et la plaquette.

Selon un aspect, l’invention concerne un contacteur pour démarreur comportant :

Une plaquette mobile entre une première position et une seconde position,

Une borne de contact électrique,

Un noyau mobile bi matériaux conducteur électriquement comprenant une partie ferromagnétique, le noyau mobile bi matériaux étant mobile entre une position initiale et une position de contact,

Une bobine entourant le noyau mobile bi matériaux pour le maintenir dans une position donnée lorsque la bobine est alimentée électriquement, le noyau mobile bi matériaux comprend, en outre, une pastille de contact formant l’une des extrémités dudit noyau mobile bi matériaux pour relier électriquement la borne à la plaquette, ladite pastille comportant une résistivité inférieure à celle de la partie ferromagnétique et ;

lorsque le noyau mobile bi matériau est en position de contact, la partie ferromagnétique est en série électriquement avec d’une part la pastille et d’autre part avec la borne ou la plaquette de manière à transporter toutes les charges électriques entre la borne et la plaquette.

cela permet que le noyau mobile soit plus compact réalisé en une seule pièce réalisant :

- une fonction ferromagnétique pour répondre à une commande magnétique d’une bobine et ;

-4- une fonction de conducteur électrique pour transporter des charges d’une extrémité à l’autre.

Cela permet en outre de réduire, voire éliminer, la formation d’arcs électriques pouvant se produire entre deux pièces en contact ayant des écarts de résistivité.

Selon un mode de réalisation, le noyau mobile bi matériaux comprend deux pastilles de contacts. Cela permet de réaliser un bon contact électrique d’une part avec la plaquette et d’autre part avec la borne de contact. Enfin, un autre avantage est de réduire la formation d’arcs électriques aux deux extrémités du noyau mobile.

Selon un mode de réalisation, le noyau mobile bi matériaux est symétrique. Cela permet d’avoir un montage du noyau de n’importe quel sens et donc simplifier la chaîne de montage.

Selon un mode de réalisation, le contacteur comprend un ressort de rappel appliquant une force de rappel sur le noyau mobile bi matériaux mobile vers la position initiale.

Cela permet de positionner le noyau mobile bi matériaux en position initiale dans une position où le noyau mobile bi matériaux est éloigné de la borne électrique. Cela permet à la bobine d’être de dimension inférieure par rapport au cas ou il serait nécessaire que la bobine puisse déplacer le noyau mobile bi matériaux pour l’écarter de la borne lorsque la bobine est alimentée.

Selon un mode de réalisation un ressort est monté sous contrainte entre un élément solidaire du capot dans les différents états du démarreur et le noyau mobile.

Cela permet de positionner le noyau mobile bi matériaux en position initiale dans une position où le noyau mobile bi matériaux est éloigné de la borne électrique sans être dépendant de l’état du démarreur.

Par état du démarreur, on entend les différentes position de la plaquette de contact.

Selon un mode de réalisation, le ressort de rappel et en appui contre un élément isolant solidaire du noyau mobile bi matériaux. Cela permet de ne pas dissiper de charges électriques dans le ressort de rappel.

Selon un mode de réalisation, la plaquette en première position exerce une force de maintien retenant le noyau mobile bi matériau mobile en

-5 position initiale. Cela permet de pouvoir se dispenser de ressort de rappel du noyau bi matériaux en position initiale (éloignée de la borne).

Selon un exemple, le contacteur comprend une tige de commande, la plaquette de contact étant montée sur la tige de commande en butée contre une butée fixée à la tige de commande en première position et un ressort de précontrainte monté autour de la tige de commande exerçant une force sur la plaquette en direction de la butée de la tige de commande. Cela permet d’assurer une pression de contact entre la plaquette et le noyau mobile bi matériaux et une autre borne lorsque la plaquette est en position connectée.

Selon un mode de réalisation, le noyau mobile bi matériaux comporte, en outre, à l’extrémité proche de la plaquette un élément d’attache entraînant le noyau bi matériaux mobile de la position de contact vers la position initiale lorsque la plaquette évolue vers la première position.

Un avantage est de permettre un meilleur dégagement du noyau mobile lorsque la tige de commande entraine la fourchette pour que le pignon s’engrène dans la couronne. Dans ce cas de figure, le noyau mobile peut comprendre un élément s’entendant de l’autre côté de la plaquette de sorte à former une butée de rétention. La plaquette peut comprendre alors un trou dans lequel l’élément d’attache s’étend.

L’élément de blocage peut être par exemple non conducteur, par exemple en plastique, pour éviter d’établir un contact électrique avec la plaquette quand cette dernière se déplace dans le sens opposé à la borne de contact.

Le mouvement de la plaquette visant à rompre le contact électrique avec le noyau mobile bi matériaux permet alors d’entrainer instantanément le noyau mobile vers une position initiale éloignée de la borne tout en le maintenant à distance électrique de la partie conductrice du noyau mobile bi matériaux.

Dans ce mode de réalisation, le ressort de rappel peut être supprimé étant donné que l’élément d’attache exerce la force permettant au noyau de se dégager de la borne de contact vers la position initiale lorsque la bobine entourant le noyau mobile bi matériaux n’est pas alimenté et que la plaquette se déplace vers la position initiale. La plaquette entraîne le noyau mobile bi matériaux mobile vers la position de contact de sorte que cette

-6 position est atteinte lorsque la plaquette est en seconde position. La bobine entourant le noyau mobile bi matériaux produit lorsqu’elle est alimentée électriquement un champ magnétique sur le noyau mobile bi matériaux le maintenant en position empêchant la plaquette de contact de pousser le noyau mobile jusqu’à la position de contact.

Selon un mode de réalisation, le contacteur comporte une cuve recouvrant en partie la bobine autour du noyau mobile bi matériaux pour boucler le champ magnétique généré par la bobine, la bobine maintenant en position initiale le noyau mobile bi matériaux lorsque la bobine est alimentée électriquement.

Selon un mode de réalisation, au moins une pastille est montée serrée dans une portion évidée de l’extrémité de la partie ferromagnétique du noyau mobile bi matériaux. Un avantage est de rendre la pièce compact et solide afin d’augmenter la longévité.

Selon un autre aspect, l”invention concerne un démarreur comportant un contacteur de l’invention.

l’invention concerne aussi un contacteur pour démarreur comportant :

Une plaquette mobile entre une première position et une seconde position,

Une borne de contact électrique,

Un dispositif de blocage comprenant :

-Un noyau mobile bi matériaux conducteur électriquement comprenant une partie ferromagnétique, le noyau mobile bi matériaux étant mobile entre une position initiale bloquant la connexion électrique entre la plaquette et la borne de contact et une position de contact permettant le contact électrique entre la plaquette de contact et la borne électrique par le biais du noyau bi matériau ,

-Une bobine entourant le noyau mobile bi matériaux pour le maintenir dans une position donnée, lorsque la bobine est alimentée électriquement, caractérisé en ce que :

le noyau mobile bi matériaux comprend, en outre, une pastille de contact formant l’une des extrémités dudit noyau mobile bi matériau pour relier électriquement la borne à la plaquette,

-7 3063831 ladite pastille comportant une résistivité inférieure à celle de la partie ferromagnétique et ;

Les modes de réalisation décrit précédemment s’applique aussi à cette invention.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description détaillée qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent :

figure 1 : un contacteur de l’état de l’art comportant un élément conducteur en forme de U;

figure 2 : un noyau mobile bi matériaux de l’invention pour contacteur;

figure 3 : un contacteur dans lequel une plaquette est dans une première position et le noyau mobile dans une première position initiale ;

figure 4 : un contacteur dans lequel une plaquette est dans une seconde position et le noyau mobile dans une première position initiale.

figure 5 : un contacteur dans lequel une plaquette est dans une seconde position et le noyau mobile dans une position de contact.

DESCRIPTION

Dans la suite de la description, on nomme indifféremment un noyau mobile 2 et un noyau mobile bi matériau 2.

Un contacteur 1 de l’invention est généralement intégré dans un démarreur pour moteur thermique. Un tel contacteur 1 permet notamment de faciliter les transitions de fonctionnement entre le démarrage du moteur électrique du démarreur et le fonctionnement d’un moteur thermique du démarreur.

-8 En effet, selon la phase de fonctionnement du moteur thermique, le moteur électrique sollicite un pignon du démarreur dans différente position du pignon pour entraîner le moteur thermique. A titre d’exemple, le pignon est entraîné par le moteur électrique pour engrener la couronne qui peut être en mouvement ou non lors de l’engrenage. La séquence d’actionnement des pièces mécaniques pour réaliser l’engrenage du pignon doit être bien précise les unes vis-à-vis des autres afin d’éviter des détériorations des pièces interagissant entre elles.

Un tel démarreur peut comprendre un réducteur accouplé au rotor du moteur électrique piloté par le contacteur 1 de l’invention. Le contacteur 1 commande d’une part le déplacement axial d’un lanceur comprenant le pignon par l’intermédiaire d’une fourchette, non représentée, et d’autre part l’alimentation électrique du moteur électrique par le déplacement d’une plaquette 30 dit aussi plaquette de contact qui vient faire la liaison entre deux bornes électriques dont une est reliée à la batterie et l’autre au balai positif du moteur électrique.

Le lanceur et le moteur électrique du démarreur(non représentés) forment donc des moyens d’entrainement du moteur thermique.

Le contacteur 1 forme donc un élément pouvant entraîner la plaquette et la fourchette pour activer l’entrainement du lanceur, ce qui est réalisé par une rupture de la continuité électrique entre un noyau mobile 2 d’un dispositif de blocage, la plaquette 30 et une borne 20.

Le contacteur 1 peut établir une continuité électrique entre la plaquette 30, le noyau mobile 2 et la borne 20 pour activer le moteur électrique.

Un des objectifs d’un tel contacteur et donc du démarreur est par exemple de s’assurer que le pignon est bien engrené dans la couronne avant l’allumage du moteur thermique.

La présente description concerne plus particulièrement le contacteur. Le mode de réalisation, d'un tel démarreur D et de ses éléments constitutifs, sont bien connus de l'homme du métier de sorte que seules les caractéristiques nécessaires à la compréhension de l'invention seront décrites. Pour plus d'informations sur les détails de réalisation d'un démarreur qui ne seraient pas décrits par la suite, il est possible de se

-9 reporter aux documents FR 2 934 933 et 1933, FR 2 843 427, WO 2005/054664.

La figure 2 représente un contacteur 1 de l’invention. Le contacteur 1 comprend au moins un dispositif de blocage comprenant le noyau mobile bi matériaux mobile 2 de l’invention et une bobine 9. Le contacteur comprend en outre la plaquette mobile 30 conductrice et la borne de contact 20 conductrice. Le noyau mobile bi matériau 2 est mobile en translation selon l’axe B-B’.

Selon un exemple de réalisation non représenté, la bobine entourant le noyau mobile bi-materiau est commandé par un calculateur, appelé ECU. Selon un autre exemple de réalisation, le démarreur comprend une électronique permettant de commander cette bobine, l’électronique pouvant être interne au contacteur et donc appartenir au contacteur. Le noyau mobile 2 a pour fonction de gérer à quel moment le moteur électrique est en fonctionnement. Il permet de dissocier l’avancement du pignon de l’alimentation du moteur électrique. Cette fonction peut permettre de s’assurer que le pignon est rentré dans la couronne avant d’alimenter le moteur électrique. Cette fonction permet d’éviter notamment le fraisage du pignon avec la couronne.

Selon différents modes de réalisation l’ECU ou l’electronique avec un capteur contrôle l’état du pignon avant de mettre en route le moteur électrique. Selon un autre mode de réalisation, une temporisation est mise en oeuvre pour réaliser cette fonction de contrôle.

La plaquette dit aussi plaquette mobile ou plaquette de contact 30 s’étend sur sa longueur en position initiale selon un axe perpendiculaire à l’axe B-B. Une tige de commande 50 permet d’entrainer le déplacement de la plaquette 30 sous l’effet d’un mouvement d’un noyau mobile principal non représenté du contacteur. C’est ce noyau mobile principale qui déplace la fourchette

La plaquette 30 se déplace donc d’une position initiale dans laquelle le démarreur n’est pas alimenté à une position de contact pour alimenté le moteur électrique. En position de contact, la plaquette de contact établi un contact avec une autre borne 40 reliée à la borne positive de la

-10 batterie. Selon un autre exemple la borne 40 est reliée au balai positif du moteur électrique, dans ce cas la borne 20 est reliée à la borne positive de la batterie. Bien entendu des relais ou autres éléments électrique peuvent reliée la borne 40 ou 20 selon l’exemple à la borne positive.

La plaquette est dans une matière conductrice électriquement, par exemple en cuivre ou en argent.

La borne de contact 20 est destinée à transmettre une commande électrique au moteur électrique, lorsqu’une continuité électrique entre le noyau mobile 2 et la plaquette 30 est établie.

Selon un exemple de réalisation, la borne de contact 20 est mono matériau. Selon un autre mode de réalisation, la borne de contact 20 comporte une pastille conductrice agencée à l’extrémité de la borne de contact 20 qui est destinée à être en contact avec le noyau bi matériau. La figure 2 représente un exemple de réalisation dans lequel une pastille 21 de la borne de contact 20 est destinée à être en contact avec la pastille 3’ du noyau bi matériau 2. La borne 20 peut être reliée électriquement au balai positif du moteur électrique directement si l’inducteur comprend des aimants ou indirectement par exemple si l’inducteur comprend des bobines. Par directement on entend par un ou des conducteurs ayant pour unique rôle de transmettre les charge électriques (tresse, pont électrique, plot électrique etc). Un fusible peut aussi par exemple être monté électriquement entre les balais et la borne 20.

La figure 2 représente dans une première vue le noyau bi matériau de l’invention agencé entre la plaquette 30 et la borne 20. Le noyau mobile bi matériau 2 est un noyau mobile 2 évoluant entre deux positions : une position initiale et une position de contact.

Le noyau mobile bi matériau 2 comprend une première face 23 dans laquelle un matériau conducteur 3 qui présente une surface de contact 32 et en l’occurrence des points de contacts . Cette première surface de contact 32 est destinée à être en contact avec la plaquette 30. Lorsque le démarreur est alimenté, la plaquette de contact se déplace de sa première position vers sa deuxième position et vient lors de se déplacement en contact avec surface de contact 32 puis entraîne le noyau mobile 2 en

-11 translation de sa position initial vers la position de contact lorsque la bobine 9 n’est pas alimentée.

Le noyau mobile bi matériau 2 comprend une seconde face 23’ d’un matériau conducteur 3’ présentant des points de contacts 32 ou au moins une surface de contact 32. Cette seconde face 23’ est en contact avec la borne 20 lorsque le noyau mobile 2 est en position de contact. On rappelle que les déplacements en translation se font selon l’axe B-B’.

Selon un mode de réalisation, un ressort de précontrainte 51 permet d’assurer une pression entre les éléments mis en contact. Le ressort de précontrainte 51 maintient une légère pression sur la plaquette 30. Un ressort 52 permet de déterminer une fin de course progressive de la tige de commande 50 sous l’effet du noyau mobile principale. Le ressort de précontrainte est monté autour de la tige de commande et exerce une force sur la plaquette en direction d’un butée non représentée de la tige de commande. La plaquette de contact est montée sur la tige de commande plaquée par le ressort de précontrainte contre la butée fixée à la tige de commande en position initiale. Lorsque la plaquette vient en contact avec la borne 40, le ressort de précontrainte permet d’assurer une pression de contact entre la plaquette cette borne. En position connectée, le ressort de précontrainte permet de plaquer la plaquette de contact contre la surface de contact 32 du noyau mobile 2 lequel comprend sa surface de contact 23’ plaquée contre la borne 20. Ainsi Cela permet d’assurer une pression de contact entre la plaquette et le noyau mobile bi matériaux et une autre borne ainsi que le noyau mobile sur la borne 20 lorsque la plaquette est en position connectée. Cette pression de contact permet un bon contact électrique entre les différents éléments. Autrement dit, lorsque le contact entre la plaquette 30, le noyau mobile bi matériau 2 et la borne 20 est établi, le ressort de précontrainte 51 permet d’assurer un contact maintenu entre les 3 pièces.

Un ressort de rappel 6 permet de maintenir une légère contrainte sur l’élément mobile bi matériau 2 afin de repousser le noyau mobile 2 de la position de contact à la position initial lorsque la plaquette 30 n’exerce plus de force de déplacement sur le noyau mobile bi matériau 2. Cela permet d’assurer que le noyau mobile 2 soit en position initiale lorsque le démarreur n’est plus alimenté électriquement.

-12 Selon les configurations du démarreur, le noyau mobile 2 est potentiellement soumis à différentes contraintes s’exerçant sur lui.

Une première contrainte provient de la plaquette 30 lorsque cette dernière est entraînée par la tige de commande 50. La plaquette 30 exerce alors une force sur la première face conductrice 23 du noyau mobile 2 entraînant ce dernier en translation.

Une seconde contrainte provient du ressort de rappel 6 exerçant une force de rappel sur le noyau mobile 2 lorsque ce dernier est déplacé en contact de la borne 20.

Une troisième contrainte peut être générée à partir d’une commande magnétique grâce à la présence d’une bobine 9 entourant le noyau mobile 2 et entraînant une force électromagnétique sur le noyau mobile 2 qui comprend un corps 5 composé notamment d’un matériau ferromagnétique.

Selon un mode de réalisation, le contacteur 1 comprend une bobine d’appel et une bobine de maintien non représentées. La bobine d’appel avec la bobine de maintien permet d’engager le mouvement du noyau mobile principal non représenté qui déplace la tige de commande et donc la plaquette de contact. La bobine de maintien permet de maintenir le noyau mobile principale dans une position finale en contact avec un noyau fixe non représenté. Cette décomposition des forces magnétiques appliquées lors des différentes phases des mouvements d’un noyau mobile principal permet d’optimiser l’énergie du système. Le noyau mobile permet de déplacer une fourchette ainsi que la plaquette vers la deuxième position et donc le noyau mobile bi matériau vers la position de contact. En effet, la résultante du champ magnétique de la bobine de maintien est inférieure à la résultante du champ magnétique de la bobine d’appel. L’usage de deux bobines permet donc une adaptation de l’énergie nécessaire à la fonction à réaliser.

Le contacteur comprend la bobine 9 du dispositif de blocage, elle forme alors un électroaimant de retenue du noyau mobile bi-matériau en position initiale. La bobine de maintien 9 permet donc de maintenir le noyau mobile 2 dans une position initiale POSi .

-13 Ainsi le dispositif de blocage empêche un contact électrique entre la plaquette et la borne 20 reliée dans ce mode de réalisation au moteur électrique.

Selon un mode de réalisation, le contacteur comprend une autre bobine entourant la bobine 9 et en ce que son alimentation est opposée à la première bobine de manière à annuler le champ magnétique de la bobine 9 pour ne plus retenir en position intiale POSi le noyau mobile bi matériau. Cette bobine supplémentaire peut permettre de s’implanter à la place de d’autre démarreur ayant une loi de commande differente qui implique.

. Le dispositif de blocage comprend un support pouvant être en plastique 101 permettant de former un support à la bobine 9 qui entoure le corps ferromagnétique du noyau mobile 2. Le support 101 permet d’éviter la mise en contact du noyau mobile et de la bobine de sorte à éviter qu’un transfert de charges ait lieu entre les deux pièces et de guider le noyau mobile bi matériau 2. La bobine 9 est alimentée par une entrée 13 pour activer ou désactiver le champ magnétique selon la commande du calculateur ECU ou une électronique.

La bobine 9 est intégrée dans une cuve 7 qui permet de fermer le champ magnétique avec le noyau mobile 2. Selon un mode de réalisation, la cuve 7 comprend une cavité pour le passage des connexions nécessaires notamment pour alimenter la bobine.

Le dispositif de blocage peut comprendre en outre un corps de surmoulage en plastique 11 pour maintenir la cuve, le support, la bobine 9 autour du noyau mobile bi matériau. La cuve entoure partiellement la bobine car elle comprend une ouverture, par exemple environ 30°. Cette ouverture permet de passer l’entrée et la sortie de la bobine. La coupe représentée par exemple sur la figure 2, a été réalisée dans l’ouverture de la cuve 7. L’ouverture est située du côté du fil d’alimentation 13 par rapport à l’axe BB’.

Le ressort de dégagement 6 peut être en appui contre une partie isolante par exemple en plastique, telle qu’une rondelle, elle-même en appui contre une extrémité du noyau mobile 2.

Enfin, si les déplacements du noyau mobile 2 sont rendus possibles en translation, ils sont en l’occurrence limités dans toutes les autres directions de manière à rendre fonctionnel le noyau mobile 2 pour établir ou non un contact électrique avec la plaquette 30 et la borne 20. Les

-14autres degrés de liberté du noyau mobile 2 sont donc en l’occurrence limités.

Le dispositif de blocage est monté dans le capot. Le dispositif de blocage comprend en l’occurrence la pièce en surmoulage surmoulé sur la bobine 9 et la pièce de support 101, la cuve ferromagnétique 7 de manière à former un corps solidaire du dispositif de blocage.

Le dispositif de blocage comprend une butée de blocage 110 formée par la cuve ferromagnétique 7 d’un élément limitant le déplacement du noyau mobile 2.

La figure 3 représente le noyau mobile bi matériau 2 dans une position initiale POSi, c’est-à-dire dans une position dans laquelle, il n’est ni en contact avec la plaquette 30 ni en contact avec la borne 20. La position initiale POSi du noyau mobile 2 correspond à une position dans laquelle une distance entre le noyau mobile 2 et la borne de contact 20 assure une discontinuité électrique entre les deux pièces.

Dans cette même figure 3, la plaquette 30 est dans une première position POS1. La première position POS1 de la plaquette 30 correspond à une position dans laquelle une distance entre la plaquette 30 et le noyau mobile 2 assure une discontinuité électrique entre les deux pièces.

La figure 4 représente la plaquette électrique 30 dans une seconde position POS2 atteinte sous l’effet d’un déplacement longitudinal MVT_50 de la tige de commande 50 selon son axe principal A-A’. La tige de commande 50 se déplace d’une position POSO à une position POSO’ en effectuant le déplacement longitudinal MVT_50. Ce déplacement permet d’entrainer un mouvement MVT_30 de la plaquette 30 d’une première position POS1 à une seconde position POS2.

La bobine 9 étant allimenté applique une force ferromagnétique sur le noyau mobile 2 et bloque la plaquette de contact 30. Le ressort de précontrainte 51 se comprime du fait de l’immobilisation du noyau mobile 2 qui bloque un coté de la plaquette 30. La plaquette 30 en l’occurrence pivote et son autre extrémité comprend une portion de sa surface de contact avec l’autre borne 40.

-15 Selon un autre exemple non représenté, la plaquette ne pivote pas et donc son autre extrémité reste éloigné de l’autre borne 40. La figure 4 représente une plaquette 30 légèrement orientée par rapport à la normale de l’axe A-A’ lorsque cette dernière rentre en contact avec le noyau mobile 2.

La figure 5 représente la plaquette électrique 30 dans la seconde position POS2 après que le noyau mobile 2 se soit déplacé pour être en contact d’une extrémité de la borne électrique 20. La position de contact du noyau mobile avec la borne mobile 20 est notée POSc. La seconde position POS2 de la plaquette 30 correspond donc une position de contact POSc du noyau mobile 2 avec la borne de contact 20 et avec la plaquette 30. Dans cette position de contact POSc, le noyau mobile 2, maintenu par la plaquette 30, assure un contact électrique entre la borne 20 et la plaquette 30. Le contact électrique est un contact continue entre la plaquette 30 et la borne 20, où le noyau mobile 2 est un élément conducteur faisant transiter des charges électrique entre la plaquette 30 et la borne de contact 20.

Un ressort de dégagement 6 permet d’exercer une force de rappel sur le noyau mobile 2 pour dégager ce dernier de la position de contact POSc quand le contact électrique entre les pièces doit être interrompu, ce qui se produit quand la ou les bobines d’appel et de maintien entourant le noyau fixe principale du contacteur n’est plus alimenté. Dans ce dernier cas de figure, la plaquette 30 se dégage sous l’effet d’un mouvement de la tige de commande 50 dans l’autre direction que celle de la borne de contact 20. Le dégagement de la plaquette 30 permet au ressort de dégagement 6 d’exercer une force sur le noyau mobile 2 de manière à le déplacer jusqu’à sa position initiale POSi. .

Noyau mobile

Le noyau mobile 2 du dispositif de blocage de l’invention comprend à chacune de ses extrémités une pastille de contact 3, 3’ à chacune de ses extrémités 23, 23’. Selon un mode de réalisation, au moins une pastille de contact 3, 3’ est réalisée dans un matériau conducteur tel que des alliage de cuivre ou d”argent par exemple. Selon un mode de réalisation, les deux pastilles de contacts sont réalisées dans le même matériau.

-16 Les matériaux conducteurs tels que le cuivre ou l’argent ayant une résistivité faible permettent d’établir des contacts de puissance de l’ordre de 1000A. Ces matériaux ont donc l’avantage de favoriser la coupure de ces arcs ainsi que de limiter l’usure de ces contacts dû aux arc électriques, ces arcs électriques sont généralement présents à la jonction des éléments en contact, tels que le contact entre la plaquette 30 et le noyau mobile 2 ou la borne de contact 20 et le noyau mobile 2. Les arcs électriques peuvent se former, par exemple, lorsque deux pièces en contact ont un jeu entre elles. Ainsi, la force d’entrainement de la plaquette 30 dû au ressort de précontrainte 51 coopèrent pour éliminer une grande partie du jeu entre les pièces mises en contact.

Par ailleurs, la faible résistivité des pastilles conductrices 3, 3’ limitent les risques de soudure qui peuvent apparaitre lorsque la résistance du matériau conducteur est trop élevée et que ce même matériau transporte un courant élevé.

Enfin, le ressort de précontrainte 51 permet de maintenir un bon contact entre les pièces pour assurer une continuité électrique entre la plaquette 30, le noyau mobile 2 et la borne de contact 20. Le ressort de rappel 6 doit donc être inférieure en force au ressort de précontrainte 51 afin de maintenir une force de pression entre les pièces en contact. Cette force de pression est configurée pour prendre en compte, le cas échéant, un rattrapage de jeu entre les pièces en contact et assurer une pression entre elle pour avoir un bon contact électrique.

L’invention permet donc de supprimer des effets indésirables qu’aurait un noyau mono-matériaux s’il devait réaliser :

une fonction ferromagnétique pour que ses déplacements soient commandés par un champ magnétique et ;

une fonction d’élément conducteur pour transporter des charges électriques d’une de ses extrémités à l’autre.

On relève qu’un noyau mono matériau devrait imposer de plus grandes contraintes pour assurer le maintien des contacts électriques du fait de l’écart de résistivité entre l’acier et le cuivre. En effet, l’acier ne permettrait pas d’établir un bon contact de conduction avec les pièces environnantes du noyau mobile 2 que sont la plaquette 30 et la borne 20.

-17 Le contacteur 1 de l’invention permet donc de diminuer l’encombrement du noyau mobile 2 grâce au fait qu’il est bi matériaux. En outre, la présence de pastilles conductrices ayant une très faible résistivité à l’extrémité du noyau mobile 2 évite la formation d’effets de soudure et limite l(usure des pièces de contacts..

Les pastilles 3, 3’ permettent d’établir un bon contact d’une part avec la plaquette 30 et d’autre part avec la borne de contact 20.

Les pastilles de contact 3, 3’ sont fixées à chaque extrémité dans le corps 5 du noyau mobile 2. Le corps 5 est composé d’un matériau ferromagnétique tel que l’Acier, ou un alliage à base de Fer, ou encore d’autres matériaux présentant des propriétés magnétiques et conducteur électrique permettant de soumettre le noyau mobile 2 à une force résultante d’un champ magnétique causée par une bobine 9 entourant partiellement le noyau mobile 2.

Selon un mode de réalisation, la conductivité électrique entre les deux pastilles 3, 3’ de part et d’autre de chacune des extrémités du noyau mobile 2 est assurée par un passage des charges au travers du corps 5. Un avantage de l’usage de pastille 3, 3’ de bonne conductivité est d’établir de bons contacts électriques entre :

- d’une part, la plaquette 30 et une pastille 3 et ;

- d’autre part, la borne 20 et une pastille 3’.

La bonne conductivité électrique favorise un passage de charges qui est facilité entre ces pièces.

Les charges accumulées au sein d’une première pastille 3 ou 3’ migrent au travers du corps ferromagnétique ayant une conductivité électrique plus faible que chacune des pastilles 3, 3’.

Ainsi, une conductivité électrique du noyau mobile 2 est assurée :

- tout en assurant une réponse un champ magnétique générée par la bobine 9 et ;

- tout en limitant la conductivité du noyau mobile 2 lorsque l’une des deux pastilles 3, 3’ n’est pas en contact soit de la plaquette 30, soit de la borne 20.

-18 Les pastilles 3, 3’ peuvent être fixées à chacune des extrémités du noyau mobile 2 grâce à un élément de fixation, par soudure ou par emboutissage, estampage ou sertissage.

Selon un mode de réalisation, le corps 5 comprend des cavités creuses extrémales comportant une rainure interne pour maintenir les pastilles 3, 3’ intégrées en leur sein.

Selon un mode de réalisation, les cavités creuses extrémales sont conçues pour que les pastilles 3, 3’ comprennent une portion 35 de matière maintenant chaque pastille 3, 3’ dans leur cavité. A cet effet, une inclinaison circonférentielle formant un rebord de rétention de la cavité permet de retenir la pastille 3, 3’ dans la cavité. La figure 2 représente de tels bords de la partie 35 de la pastille.

Selon un mode de réalisation, la pastille 3, 3’ comporte un bord circonférentiel 31 permettant d’offrir une surface de contact électrique optimisée avec la plaquette 30 ou la borne 20.

Selon un mode de réalisation, le bord circonférentiel 31 comporte à la surface située en vis-à-vis du corps 5 au moins une aspérité 33 de manière à renforcer le maintien de la pastille 3, 3’ dans le corps 5. L’aspérité 33 peut comprendre au moins une pointe ou une rainure circonférentielle adaptée à coopérer avec une aspérité miroir du corps 5.

Selon un mode de réalisation, les aspérités forment des stries concentriques à la surface des pastilles 3, 3’.

Selon un mode de réalisation, la pastille 3, 3’ comporte une surface plane pour former le contact électrique avec la plaquette 30 ou la borne 20 comme la pastille 23’. Selon un autre mode de réalisation, la pastille 3, 3’ comporte des aspérités à sa surface formant, par exemple, des picots ou des pointes ou encore des lignes conductrices pour assurer un contact en certains points de la pastille 3, 3’ avec la borne 20 ou la plaquette 30. Selon un mode de réalisation, la répartition des aspérités à la surface de la pastille 3, 3’ est homogène.

Un avantage de la présence des aspérités est de diminuer la pression de contact entre les pièces. En outre, ces aspérités permettent à la glace créée par la condensation d’eau à des températures de gel de s’installer que dans les creusures afin que les saillies puissent être en contact avec la plaquette.

-19 Selon un mode de réalisation, le corps 5 a une forme générale de révolution comportant des portions cylindriques.

Selon un mode de réalisation, le corps 5 ferromagnétique comporte une âme centrale conductrice joignant les deux pastilles 3, 3’ entre elles.

Un avantage de l’invention est de fabriquer un noyau mobile 2 à faible coût présentant une solution compact pour un démarreur. L’invention offre également une solution plus ergonomique que l’état de l’art car le noyau mobile bi matériaux 2 intègre dès sa conception les fonctions ferromagnétique et conductrice en une seule pièce.

Claims

REVENDICATIONS

1. Contacteur (1 ) pour démarreur comportant :

Une plaquette mobile (30) entre une première position (POS1) et une seconde position (POS2), Une borne de contact électrique (20), Un noyau mobile bi matériaux (2) conducteur électriquement comprenant une partie ferromagnétique (4), le noyau mobile bi matériaux (2) étant mobile entre une position initiale (POSi) et une position de contact (POSc), Une bobine (9) entourant le noyau mobile bi matériaux (2) pour le maintenir dans une position donnée (POSi, lorsque la bobine (9) est alimentée électriquement, caractérisé en ce que :

le noyau mobile bi matériaux (2) comprend, en outre, une pastille de contact (3, 3’) formant l’une des extrémités dudit noyau mobile bi matériaux (1) pour relier électriquement la borne (20) à la plaquette (30), ladite pastille (3, 3’) comportant une résistivité inférieure à celle de la partie ferromagnétique (4) et ;

lorsque le noyau mobile bi matériau (2) est en position de contact (POSc), la partie ferromagnétique (4) est en série électriquement avec d’une part la pastille (3, 3’) et d’autre part avec la borne (20) ou la plaquette (30) de manière à transporter toutes les charges électriques entre la borne (20) et la plaquette (30).
2. Contacteur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau mobile bi matériaux (2) comprend deux pastilles de contacts (2, 2’).
3. Contacteur (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce qu’il comprend un ressort de rappel (6) appliquant une force de rappel (F_R)

-21 sur le noyau mobile bi matériaux (2) mobile vers la position initiale (POSi).
4. Contacteur (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le ressort de rappel (6) et en appui contre un élément isolant (8’) solidaire du noyau mobile bi matériaux (2).
5. Contacteur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaquette (30) en première position (POS1) exerce une force de maintien (F_P) retenant le noyau mobile bi matériau (2) mobile en position initiale (POSi).
6. Contacteur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau mobile bi matériaux (2) comporte, en outre, à l’extrémité proche de la plaquette un élément de blocage (15) entraînant le noyau bi matériaux (2) mobile de la position de contact (POSc) vers la position initiale (POSi) lorsque la plaquette (30) évolue vers la première position (POS1).
7. Contacteur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaquette (30) entraîne le noyau mobile bi matériaux (2) mobile vers la position de contact (POSc) de sorte que cette position est atteinte lorsque la plaquette est en seconde position (POS2).
8. Contacteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comporte une cuve (7) recouvrant en partie la bobine (9) pour boucler le champ magnétique généré par la bobine (9), la bobine (9) maintenant en position initiale (POSi) le noyau mobile bi matériaux (2) lorsque la bobine (9) est alimentée électriquement.
9. Contacteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’au moins une pastille (3, 3’) est montée serrée dans une portion évidée de l’extrémité de la partie ferromagnétique (4).
10. Démarreur comportant un contacteur (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9.

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