WO2015015124A1 - Electromagnetic actuator for a heat engine starter - Google Patents
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- WO2015015124A1 WO2015015124A1 PCT/FR2014/051994 FR2014051994W WO2015015124A1 WO 2015015124 A1 WO2015015124 A1 WO 2015015124A1 FR 2014051994 W FR2014051994 W FR 2014051994W WO 2015015124 A1 WO2015015124 A1 WO 2015015124A1
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Definitions
- the present invention relates to a starter for a combustion engine, in particular a motor vehicle. It relates more particularly to an electromagnetic contactor for such a starter and more particularly to an electromagnetic actuator for such a contactor.
- FIG. 1 A starter marketed by the applicant under the reference CED5 is illustrated in FIG. 1.
- This starter 1 comprises an electromagnetic contactor 10 and an electric motor 40 coupled to a launcher 50 slidably mounted on an output shaft 52.
- the contactor 10 When powered, the contactor 10 causes the launcher 50 to slide to engage a pinion 51 thereof with a ring gear 53 (shown partially) coupled to the heat engine (not shown) and the power supply of the electric motor 40.
- the rotation of the electric motor 40 is transmitted to the engine to start it.
- the contactor 10 causes the power supply of the electric motor 40 through a normally open electric power contact K which is formed by two fixed terminals 13, 14 and a contact plate 12 forming a moving contact.
- the contact plate 12 is carried by a control rod 13.
- the contactor 10 comprises an electromagnetic actuator 20.
- the actuator 20 comprises two concentric electrical coils, namely a call coil 25 and a holding coil 24. These are placed in a breech made of ferromagnetic material in the form of a tank. in two parts, namely a circumferential portion 22 and a fixed core 23 constituting the bottom of the tank.
- the actuator 20 comprises a movable core 21 shown in the rest position, that is to say when the coils 24, 25 are not powered.
- the circumferential portion 22 comprises a wall extending radially towards the axis of the yoke in which is formed a passage opening for the movable core 21.
- the movable core 21 is made of ferromagnetic material.
- the movable core 21 dips through this opening into the yoke and inside the coils 24, 25, along the common axis of the yoke and the coils, under the effect of their magnetic field when they are fed.
- the guide of the movable core 22 is made by a bearing 30 held in place in the yoke, the bearing 30 bearing the coils 24, 25.
- the movable core 21 slidably drives an actuating rod 28 which tilts a pivoting lever 60 which urges the launcher 50 to engage its pinion 51 with the crown 53.
- the mobile core 20 then pushes a control rod 11 which carries the contact plate 12, which has the effect of bringing the latter into contact with the two fixed terminals 13, 14, thereby closing the electrical contact K of the contactor 20 through which the electric motor 40 is powered.
- the rotation of the electric motor 40 is then transmitted to the engine by means of the launcher 50 and its pinion 51 which is already partially meshing with the ring gear 53 when the electrical contact of the contactor 20 is closed, except in the case, to which we will return below, where a tooth of the pinion 51 abuts against the lateral edge of a tooth of the crown 53.
- the contact plate 12 is coupled to the control rod 11 by a spring 16, called the contact crush spring which has a higher stiffness than the contact spring 15.
- the spring 16 allows the control rod 11 to slide through the contact plate 12 when the latter has come into contact, and therefore abuts, on the fixed terminals 13, 14. Therefore, the mobile core 21 can continue to to plunge into the cylinder head despite the fact that the contact plate 12 has come into abutment on the fixed terminals 13, 14.
- the mobile core 21 is stopped when it abuts on the fixed core 23, which corresponds to the magnetic bonding of the movable core 21 on the fixed core 23.
- the fixed terminals 13, 14 and the contact plate 12 are housed in a cover 17 of insulating material which is fixed on the cylinder head.
- the dive of the movable core 21 in the cylinder head is against a return spring 26 mounted between the yoke and a resilient ring 27 mounted at the rear end of the movable core 21.
- the movable core return spring 26 pushes the movable core 21 from its position in abutment against the fixed core 23 to and to the rest position (the one shown) when the magnetic force ceases to be exerted on the movable core 21.
- the contact spring 15 and the contact crushing spring 16 also contributes to pushing the movable core 21 towards the rest position over part of its path from the abutting position.
- the actuating rod 28 is coupled to the movable core 21 by a spring 29, called a tooth against tooth spring, which has a higher stiffness than that of the movable core return spring 26.
- This spring allows the movable core 21 to continue to plunge into the cylinder head, and thereby actuate closing the electrical power contact K, in the case where a tooth of the pinion 51 would strike the lateral edge of a tooth of the ring 51, thereby preventing their meshing engagement.
- the subsequent starting of the electric motor 40 by closing the electrical contact power K then allows meshing engagement of the pinion 51 with the ring 53 due to the rotation of the pinion 51 that it causes and the fact that the pinion 51 is simultaneously urged in sliding towards the ring 53 by the core mobile 21 and the tooth spring against tooth 29.
- This cutting game 61 is provided to allow the effective return of the movable core 21 in the rest position.
- This cutting game 61 consists in the fact that the pivot axis of the lever 60 is free to slide parallel to the axes of movement of the launcher 50 and the movable core 21 to a suitable distance to allow the movable core 21 of return to the rest position while the pinion 51 has remained engaged in the ring 53.
- Figure 2 illustrates the electrical diagram of the starter 1 in a rest situation.
- the contact S symbolizes the contact operated by the ignition key of the motor vehicle or by any other device of the motor vehicle for energizing the starter 1, while the positive pole of the battery of the motor vehicle is referenced by '+ ⁇ ' .
- the battery typically supplies DC 12V in the case of cars for which the CED5 reference starter is provided. Alternatively, the battery voltage is usually 24 V for starters for trucks or other heavier vehicles.
- the detailed operation of the starter 1 is as follows.
- Closing the contact S for example when the user actuates the ignition key of the vehicle, causes the power supply of the electric circuit of the starter 1.
- the currents are established in the coils 24, 25.
- the current s It is established in the call coil 25 through the electric motor 40, but the latter does not start rotating because the voltage across its terminals is insufficient because of the call coil 25 in series with it.
- the ampere-turns generated by the coils 24, 25 have their contributions to the magnetic flux which are added (in absolute value) and the latter flows in the magnetic circuit defined by the cylinder head - that is to say the part 22 and the fixed core 23 and possibly the pad according to its material -, the movable core 21 and the gap between the front portion of the movable core 22 and the fixed core 23.
- the movable core 21 catches the cutoff clearance 61 while compressing the movable core return spring 26.
- the movable core 21 drives the lever 60 pivotally which pushes the launcher 50 towards the ring 53.
- the launcher 50 is driven both by an axial displacement towards the ring 53 and by a rotation that the launcher 50 is mounted helically - not shown - on the output shaft 52, which facilitates the engagement of the pinion 51 with the ring 53.
- a tooth of the pinion 51 coincides with a tooth of the crown 53: the pinion then enters the ring 53, the launcher 50 continuing to be pushed by the movable core 21 which continues its movement towards the fixed core 23.
- the movable core 21 causes the closing of the power contact K, which has the effect of supplying the electric motor 40 by the battery of the vehicle which engine starts to rotate.
- the rotation of the electric motor 40 causes the pinion 51 to move to an abutment ring 54 which is fixed on the output shaft 52, due to a screwing phenomenon resulting from the rotation of the output shaft 52 with which the launcher 50 is in helical connection while the launcher 50 is braked in rotation by the ring 53 coupled to the heat engine which is still at a standstill.
- the launcher 50 transmits the rotation of the electric motor 40 to the ring gear 53 which therefore drives the heat engine until it starts.
- a tooth of the pinion 51 meets the lateral edge of a tooth of the ring 53: the axial displacement of the launcher 50 is then stopped.
- the mobile core 21, however, continues its movement towards the fixed core 23 thanks to the spring 29 of tooth against tooth which is compressed and will close the power contact K, which causes the power supply of the electric motor 40 by the vehicle battery which engine so begins to turn.
- the rotation of the electric motor 40 rotates the launcher 50, which will allow the pinion 51 to come into meshing engagement with the ring 53 when a tooth of the pinion 51 passes in front of a tooth of the crown 53
- the pinion 51 meshes with the ring gear 53 under the combined effect of the push of the tooth-to-tooth spring 29 and the reaction of the helical connection between the starter 51 and the output shaft 52.
- the holding coil 24 After closing the power contact K, only the holding coil 24 is still powered. Indeed, the call coil 25 is short-circuited by the power contact K as the contact S is closed. It is therefore only the holding coil 24 that provides the magnetic field and therefore the magnetic displacement force exerted on the movable core 21. The magnetic force remains however sufficient to move the movable core 21 to the stop on the fixed core 23 after compressing the spring 16 of contact crushing. The mobile core 21 is then in magnetic bonding on the movable core 23.
- the engine starts after a few compressions.
- the engine drives the pinion 51 at a speed greater than the rotational speed of the output shaft 52 which is driven by the electric motor 40. This is made possible because the launcher 50 is designed to operate freewheel relative to the output shaft 52 in the case where it is the ring 53 which drives the pinion 51 instead of the reverse.
- the call coil 25 and the holding coil 24 are then connected in series and powered by the battery via the power contact K
- the call coil 25 is therefore traversed by the same current as the holding coil 24, but in the opposite direction. Because of this, and because the number of turns of the two coils are identical, their magnetic fields cancel each other out, as well as the magnetic forces that they exert on the mobile core 21. As a result, the mobile core 21 moves back towards the position of resting under the combined action of the movable core return spring 26, the contact spring 15 and the contact crush spring 16.
- the power contact K opens under the action of the contact spring 15, thus cutting off the power of the electric motor 40 which stops.
- the movable core 21 retreats even if the pinion 51 remains locked in the ring 53 by the clearance clearance 61, a situation which corresponds to the case where the heat engine would not have started.
- the pinion 51 is disengaged from the ring gear 53, in particular by the reaction effect of the helical link between the launcher 50 and the output shaft 52.
- the ambient temperature can be between -30 ° C and + 40 ° C, being reminded that at low temperatures, the viscosity of the lubricant of the launcher increases substantially, which increases the resistance efforts the movement of it;
- the design of the electromagnetic starter actuators according to the example of the actuator 20 is considered to be particularly advantageous because it provides a magnetic force for moving the movable core 21 which increases as it moves towards the fixed core while at the same time. along his displacement.
- Figure 3 which is a simplified diagram of the magnetic circuit of the actuator 20, the movable core 21 being shown in a position remote from its final position: the magnetic field lines channeled by the magnetic circuit y are represented and referenced by LC while the magnetic displacement force of the mobile core is symbolized by two arrows referenced F.
- the curve 'b' is a theoretical curve deduced from the curve 'a' by applying a safety multiplier coefficient (1,1 in our example) to represent the desired minimum value for the magnetic displacement force of the movable core 21. any point of its displacement from the rest position to its abutment on the fixed core 23.
- the curve 'c' schematizes the magnetic displacement force exerted on the movable core 21 as a function of the position of the movable core 21 in its path from the rest position (initial position) to the position in abutment with the core (position final) when the call coil 25 and the holding coil 24 are both energized so that their ampere-turns are added (in absolute value), it being specified that this is in this case a characteristic curve of the constant current actuator, namely a current of 30.5 A through these two coils supplied with direct current.
- the magnetic displacement force of the movable core 21 increases as the air gap decreases and is always above the 'b' curve. This increase becomes particularly strong when the air gap becomes weak.
- the call coil 25 is short-circuited: it is the holding coil 24 which generates the magnetic field alone and therefore the magnetic displacement force of the movable core 21.
- the curve diagrammatically shows the magnetic displacement force exerted by the magnetic field of the only holding coil 24 as a function of the gap between the mobile core 21 and the fixed core 23, it being specified that this is also a characteristic curve of the constant current actuator, namely 10 A passing through the single DC supply coil 24.
- this magnetic displacement force is sufficient to overcome the antagonistic forces on the '4' portion of the displacement of the mobile core 21, all the more so as it grows very rapidly over this portion.
- the high level reached by the magnetic force ensures excellent bonding of the movable core 21 to the fixed core 23 and thus an excellent maintenance in closing of the power contact K of the electromagnetic contactor 10.
- the curves 'c' and 'd' are characteristic curves of the actuator each time for a given constant current. In other words, these curves are extracted from the set of characteristic curves of the actuator each representing the magnetic displacement force of the movable core 21 as a function of its position each time for another operating current of the actuator.
- the current of 42 A is the maximum current distributed in the call coil 25 and the holding coil 24 when they are supplied with 12 V DC and placed at a temperature of 120 ° C, for a starter. reference CED5 (in other words, it is the current imposed by the only resistances of the call coil 25 and the holding coil 24 at this temperature).
- the curve 'cl' thus gives the maximum magnetic force that can act on the movable core 21 to move it as a function of the position of the movable core 21 in its path under operating conditions at 120 ° C.
- the curve 'c1' is noticeably above the curve 'b' representing the opposing forces of the springs, which ensures that the actuator will work properly in any event up to this temperature of 120 ° vs.
- the curve 'c' is not representative of the maximum magnetic force that can be exerted on the mobile core 21, but that the curve representative of the latter would actually be located above of the curve 'cl' since the maximum current that can pass through the call coil 25 and the holding coil 24 at room temperature is greater than 42 A since the resistance of these coils is lower than ambient temperature compared to the case of the temperature at 120 ° C.
- the starter electromagnetic contactors according to the previously described design have disadvantages or difficulties of development, in particular related to the iron-on-iron shock when the mobile core 21 abuts against the fixed core 23.
- the impact of the movable core 21 against the fixed core 23 can cause the contact plate 12 of the power contact K to jump on the fixed terminals 13, 14.
- the current absorbed by the electric motor 40 which is high, generally between 300 and 500 A, its inrush current of up to 1000 A.
- the contact plate 12 jumps or at least it jumps during the current draw phase of the electric motor 40.
- the repetition of the shocks of the movable core 21 against the fixed core 23 can also eventually lead to a mechanical degradation of the movable core 21 and the fixed core 23.
- This coordination is difficult to develop because it is usual for the chain of transmission of the movement of the movable core 21 to the pinion 51 has a certain flexibility provided in particular by the spring 29 tooth against tooth and the helical connection between the launcher 50 and the output shaft 52 usually made with splines, which is usually voluntarily increased for example by making the lever 60 of plastic material.
- This flexibility makes it possible to limit the initial magnetic force of displacement of the mobile core 21 necessary to overcome the inertia of the mechanism, and thus makes it possible to use smaller call and hold coils 24.
- this flexibility causes a delay in displacement of the pinion 51 relative to that of the mobile core 21, given the significant acceleration thereof, which creates a risk of closing the power contact K before the pinion 51 has come into meshing engagement with the crown 53.
- the object of the invention is to overcome or at least limit the aforementioned drawbacks and difficulties and to provide for this purpose a solution that is simple and inexpensive to implement.
- an electromagnetic actuator for a thermal engine starter preferably for a motor vehicle, comprising:
- At least one coil for creating a magnetic field when electrically powered
- the magnetic field of the coil creates a magnetic force acting on the movable core to move it from the initial position to the final position
- the yoke and the movable core each have at least one salience, the saliency of the yoke forming an opening
- the saliency of the movable core enters the opening as the movable core moves from the initial position to the end position, and the saliency of the movable core remains in the penetrating position in the opening when the movable core is in the final position .
- the yoke and the movable core are preferably each made of a ferromagnetic material, preferably soft iron.
- the cylinder head may have a first opening, the movable core moving from the initial position to the final position by diving into the cylinder head by the first opening.
- the displacement of the movable core from the initial position to the final position is preferably rectilinear.
- the yoke preferably has a symmetry of revolution, the rectilinear displacement of the movable core being along the axis of the symmetry of revolution of the yoke.
- the axis of the coil or coils is preferably coincident with the axis of the symmetry of revolution of the cylinder head.
- the cylinder head has a second opening, the movable core moving from the initial position to the final position by dipping into the cylinder head through the first opening to the second opening; and the movable core has a front portion forming a so-called saliency of the movable core.
- the front portion of the movable core in the initial position is outside the second opening.
- the front portion of the movable core penetrates into the second opening as the movable core moves from the initial position to the end position, and the front portion of the movable core remains in the penetrating position in the second opening when the movable core is in position. final position.
- the second opening may advantageously have a section greater than or equal to the section of the front portion of the movable core so that the yoke is free of iron in front of the front portion of the movable core when the movable core moves towards the second opening.
- the outer surface of the portion of the movable core penetrating the bolt as it moves from the initial position to the final position may simply form a cylinder of revolution.
- the actuator may also comprise a magnetically neutral abutment arranged in the second opening of the cylinder head to stop the movable core in the final position corresponding to a partial penetration of the movable core in the second opening. The stop may advantageously be able to damp the impact of the movable core against it.
- a so-called saliency of the movable core is arranged projecting with respect to the envelope surface of the mobile core which is contiguous to it on the side towards the front part of the mobile core. Said saliency of the movable core in the initial position is outside the first opening. Said saliency of the movable core penetrates into the first opening as the movable core moves from the initial position to the end position, and said saliency of the movable core remains in the penetrating position in the first opening when the movable core is in the final position .
- the movable core may advantageously have a shoulder of ferromagnetic material at the rear part of the movable core which shoulder is outside the cylinder head and faces an iron portion of the cylinder head around the first opening at least on a final portion of the displacement of the movable core when it plunges into the cylinder head.
- the first opening may advantageously have a frustoconical section narrowing in the direction from the outside to the inside of the cylinder head.
- elastic return means for elastically biasing the movable core towards the initial position
- an actuating rod intended to cooperate with a coupling device of the starter for coupling the electric motor of the starter with the heat engine
- the elastic return means has a stiffness lower than that of the elastic connection means.
- the return means is preferably a helical compression spring whose end is housed in a recess arranged in the front portion of the movable core, the other end of the spring bearing on a fixed portion of the actuator.
- an end of the actuating rod is housed in a recess arranged in the rear part of the movable core, the elastic means being a helical compression spring housed in the recess which spring bears on one end on the stem and at another end on the movable core.
- the invention proposes an electromagnetic contactor for a thermal engine starter, comprising:
- the electrical power contact is normally open and comprises two fixed terminals and a movable contact contact plate.
- the movable core of the actuator actuates closing the electrical power contact by pressing the contact plate against the two fixed terminals when the movable core moves from the initial position to the final position. It is advantageous to provide an elastic element that solicits the electrical power contact towards the open position. It can also be provided with an elastic element allowing displacement of the movable core in the closing direction of the electrical contact after the contact plate is placed on the two fixed terminals, which is particularly advantageous, especially in the case where the direction closing the electrical power contact corresponds to the moving direction of the movable core from the initial position to the end position.
- the electrical power contact may advantageously comprise a control rod on which the contact plate is mounted, the movable core of the actuator actuating the control rod to close the electrical power contact when the movable core moves from the initial position. towards the final position.
- it can be provided an elastic element coupling the contact plate to the control rod to allow movement of the control rod in the closing direction of the electrical power contact after pressing the contact plate on the two fixed terminals, which is particularly advantageous especially in the case where the closing direction of the electrical power contact corresponds to the moving direction of the movable core from the initial position to the final position.
- the actuator comprises two coils, the contactor being arranged so that, when it is turned on, the two coils are fed simultaneously so that the ampere-turns generated by them have their contributions.
- the invention proposes a starter for a motor vehicle engine, comprising:
- a coupling device that can be actuated mechanically to couple the electric motor to the heat engine when it is mechanically actuated
- the movable core of the electromagnetic contactor actuator mechanically actuates the coupling device as the movable core moves from the initial position to the end position.
- the coupling device preferably comprises a sliding launcher for engagement with a ring gear coupled to the engine, the starter further comprising:
- resilient means for allowing the movable core of the actuator to continue to move to the final position in the event that the sliding launcher abuts against a tooth of the ring gear.
- the movable core slides the launcher by means of a pivoting lever. It can advantageously be provided that the movable core of the actuator of the electromagnetic contactor is stopped in the final position by balancing the magnetic force acting on the movable core to move it with the antagonistic forces urging the movable core to the initial position. Furthermore, it is preferable that the axis of rotation of the electric motor coincides with the sliding axis of the sliding launcher and that the displacement of the movable core from the initial position to the final position is rectilinear in a direction parallel to the axis of rotation of the electric motor, which advantageously contributes to the compactness of the starter.
- the mobile core is considered as being limited to the part or the assembly of parts which all participate, with respect to the magnetic material of each, to the definition of the magnetic circuit and constitutes the moving part .
- the constituent part or parts of the mobile core are preferably made of a ferromagnetic material, as is the cylinder head. Is therefore not part of the mobile core any other part mounted on the movable part of the magnetic circuit since it does not participate significantly in the definition of the magnetic circuit with respect to their material, this part can therefore be considered as being magnetically neutral vis-à-vis the magnetic circuit.
- he may be pieces of diamagnetic or paramagnetic material which will have a negligible influence from the magnetic point of view on the operation of the actuator, for example the actuating rod cooperating with the coupling device of the starter to couple its electric motor to the engine.
- the front portion and the rear portion of the movable core are defined with respect to the moving direction of the movable core from its initial position to its final position, it being understood that the initial position of the movable core corresponds to its position of rest when the actuator is not powered, that is to say when its coil - or none of them if it comprises more - is powered, and the final position of the movable core is its extreme position to the opposite the initial position that the mobile core reaches when the actuator is powered.
- Figure 1 shows a section of a starter of the prior art
- Figure 2 is the electrical diagram of the starter of Figure 1, but is also applicable to that of Figures 8 and 9;
- FIG. 3 diagrammatically represents the magnetic circuit of an electromagnetic actuator according to FIG. 1;
- FIG. 4 diagrammatically shows, as a function of the displacement of the moving core of the starter actuator, the curves of the magnetic displacement forces acting on the moving core, as well as the opposing forces that they must overcome, both for the starter of Figure 1 than that of Figures 8 and 9;
- FIGS. 5, 6 and 7 schematically represent the magnetic circuit of an electromagnetic actuator according to a respective embodiment of the invention, representing it in each case in three different positions of the mobile core;
- FIGS. 8 and 9 show a starter whose electromagnetic contactor, and more particularly its actuator, is according to the embodiment of FIG. 7.
- the electromagnetic actuator according to the invention is intended for a thermal engine starter, in particular for a motor vehicle. It comprises at least one coil for creating a magnetic field when it is electrically powered and a magnetic circuit for circulating therethrough a magnetic flux generated by the magnetic field created by the coil.
- the circuit magnetic comprises a cylinder head and a movable core. The latter is mobile from an initial position to a final position.
- the one or more coils and the magnetic circuit are arranged so that the magnetic field of the coil or coils create a magnetic force acting on the movable core to move it from the initial position to the final position.
- the yoke and the movable core each have at least one saliency which cooperate as explained below. More particularly, the saliency of the cylinder head forms an opening so that the saliency of the movable core in the initial position is outside the opening formed by the salience of the cylinder head and that the saliency of the movable core penetrates into this opening. when the movable core moves from the initial position to the final position, the saliency of the movable core remaining in the penetrating position in this opening when the movable core is in the final position. This measure is in the sense of maximizing the magnetic force of displacement of the moving core before it reaches the end position.
- Maximizing the magnetic force of displacement of the movable core before it reaches its final position is advantageous because, in a starter, the opposing forces acting on the mobile core also reach their maximum before the latter reaches the end position while they are smaller on the final portion of the displacement of the movable core, as illustrated by the curve 'a' of Figure 4 relating to the prior art.
- the arrangement of the magnetic circuit thus makes it possible to overcome the antagonistic forces exerted on the mobile core while avoiding increasing the magnetic displacement force of the mobile core on the last portion of the displacement of the movable core towards the final position.
- the stop stop of the mobile core in the end position is no longer constituted by the iron of the cylinder head as was the case in the prior art (see the fixed core 23 of Figure 1), but with a plastic or other material may advantageously have mechanical damping properties to absorb the impact of the movable core against it.
- the stopping stop of the mobile core in the end position is simply omitted, the movable core being stopped by balancing the force. magnetic displacement of the movable core with the opposing forces, which advantageously eliminates any shock.
- FIG. 5 schematically illustrates the magnetic circuit of an actuator according to a preferred embodiment, represented in three positions of its mobile core referenced 121 with respect to its cylinder head referenced C and each illustrating the magnetic field lines.
- the representations show only the upper half of the circuit which is above the X-X axis, it being specified that the mobile core 121 and the cylinder head C have a symmetry of revolution with respect to the X-X axis.
- Representation (a) corresponds to a position of the movable core close to the initial position and distant from the final position
- the representation (b) a position of the movable core closer to the final position
- the representation (c) is a theoretical position. beyond the final position.
- the arrow D indicates the direction of movement of the movable core 121 in the direction of the initial position to the final position under the action of the magnetic displacement force acting on it.
- the mobile core 121 has the particularity, in this embodiment, that its outer shell is that of a cylinder of revolution. Its representation is simplified insofar as its mechanical means for interacting with the starter's launcher and those for interacting with the power contact K of the electromagnetic contactor are not represented. These means can be made in any appropriate manner, for example as in the prior art of Figure 1 in which case it will have the same axial recess for housing the actuating rod 28 and the spring 28 tooth against tooth.
- the representation of the cylinder head C is simplified in that it is shown as being formed in one piece while it can be made by assembling several parts.
- the coil or coils used to create the magnetic field and thus the magnetic displacement force of the movable core 121 are housed in the yoke at the location indicated by the arrow B.
- the cylinder head C has a first opening 01 through which the core penetrates. mobile 121 in the cylinder head C and a second opening 02 to which the movable core 121 moves when it moves from the initial position to its final position under the action of the magnetic displacement force.
- the displacement of the movable core 121 from the initial position to the final position may be rectilinear along its axis of revolution.
- the coil or coils are preferably annular and arranged coaxially with the axis of the cylinder head C and the openings 01 and 02, as well as the axis of revolution of the mobile core 121.
- the opening 02 of the cylinder head C has a section greater than or equal to the section of the front portion 121a of the movable core 121, which allows the mobile core 121 to enter the opening 02 of the cylinder head C as shown in (c).
- the cylinder head C is entirely free of iron in front of the front portion 121a of the movable core 121, unlike the prior art illustrated in FIGS. 1 and 3. helps to prevent the magnetic displacement force from increasing monotonically during displacement of the movable core 121a from the initial position to the final position. In addition, it advantageously eliminates the iron-iron impact that existed in the prior art.
- the movable core 121 has a saliency Snm which is in this case the wedge (seen in axial section as shown) connecting the front surface of the movable core 121 to its circumferential outer circumferential surface while the cylinder head C has a salient Se which is in this case the corner (seen in axial section as shown) defined by the edge of the opening 02 on the inward side of the cylinder head C.
- the passage of the salinity Snm before the saliency Se during the displacement of the movable core 121 has the effect of varying the permeance of the magnetic circuit defined by the cylinder head C and the movable core 121.
- This variation of the permeance during the passage of the Snm saliency in front of the saliency Se has the effect of maximizing the derivative of the permeance with respect to the position of the movable core on its path at that time.
- the derivative of the permeance reaches its maximum value when the salience Snm is facing obliquely with the saliency Se, or in other words, in the corner-to-corner position, or in other words still when the frontal surface of the mobile nucleus 121 is flush with the surface of the inner wall of the cylinder head around the opening 02.
- This position is that of the representation (b). It is therefore in this position of the mobile core 121 that the magnetic circuit maximizes the magnetic displacement force of the mobile core 121.
- the final position occupied by the movable core 121 is therefore an intermediate position between that of the representation (b) and that of the representation (c).
- the final position of the movable core 121 is then defined by the balance of the magnetic displacement force acting on it and the opposing forces. But it is possible to provide a stop limiting the depth of penetration of the movable core 121 in the opening 02, which amounts to imposing the final position on the movable core 121.
- the length of the movable core 121 corresponds to the length of the cylinder head C, but it may be longer.
- FIG. 6 schematically illustrates the magnetic circuit of an actuator according to another preferred embodiment, also represented in three positions of its mobile core referenced 221 with respect to its cylinder head referenced C and each illustrating the magnetic field lines.
- the representations show only the upper half of the circuit which is above the X-X axis, the movable core 221 and the cylinder head C also having a symmetry of revolution with respect to the X-X axis.
- the entire description of the embodiment of Figure 5 is applicable to that of Figure 6, but with the following differences which relate only to the movable core, the cylinder head being identical.
- the movable core 221 has a salience in the front portion 221a which is referenced in this case Snml which cooperates with a salinity Sal of the cylinder head C which is the inner edge of the opening 02, otherwise Said projections Snml and Salt cooperate in the same manner as described for the saliency Snm and Se of FIG. 5 to vary the permeance of the magnetic circuit.
- the circumferential envelope surface of the movable core 221 has a circumferential groove G thus defining a circumferential portion protruding from the rear portion 221b of the movable core 221 relative to the bottom of this throat.
- This circumferential protruding part thus defines a Snm2 saliency. It cooperates with a saliency Sc2 of the cylinder head C, in this case the wedge (seen in axial section as shown) defined by the edge of the opening 01 on the outward side of the cylinder head C, to vary the permeance of the magnetic circuit in the same way as the pair of projections Snml and Salt.
- the axial distance from the salness Snm2 to the salience Sc2 is equal to the distance from the salience Snml to the salience Sel. This is achieved by appropriately positioning the circumferential groove of the movable core 221. Because of this equality of distance, the two pairs of projections Snml, Salt and Snm2, Sc2 synergistically maximize the derivative of the permeability with respect to the position of the movable core 221. This advantageously makes it possible to increase the maximum magnetic displacement force acting on the moving core. This is reached in the position of the movable core 221 of the representation (b). When the movable core 221 exceeds this position, the derivative of the permeance with respect to the position of the movable core 221 decreases, and thus the magnetic displacement force, as in the case of the embodiment of FIG. 5.
- FIG. 7 schematically illustrates the magnetic circuit of an actuator according to another preferred embodiment, also represented in three positions of its mobile core referenced 321 with respect to its cylinder head referenced C and each illustrating the magnetic field lines.
- the representations show only the upper half of the magnetic circuit which is above the X-X axis, the magnetic circuit also having a symmetry of revolution with respect to the X-X axis.
- This embodiment is based on that of FIG. 5.
- the overall description of the embodiment of FIG. 5 is thus applicable to that of FIG. 7, but with a difference concerning the mobile core, the cylinder head being identical.
- the movable core 321 has in part before the Snm saliency which cooperates with a saliency Se of the cylinder head C to vary the magnetic permeance of the circuit as described in connection with Figure 5.
- the movable core 321 differs from that of FIG. 5 only in that it additionally has a shoulder 321c at its rear portion 321b.
- the shoulder 321c is outside the cylinder head C and faces an iron part of the cylinder head C around the first opening 01.
- This shoulder is preferably made of material with the rest of the mobile core 321 and is therefore ferromagnetic material.
- the shoulder may extend radially around the circumference of the movable core and have a constant outside diameter. Therefore, it is defined an air gap between the shoulder 321c and the part of the cylinder head C around the opening 01 which faces it. This gap is traversed by a flux of magnetic field all the more important that the shoulder 321c is close to the cylinder head C.
- the dimensioning of the shoulder 321c is chosen so that the magnetic force acting on the movable core 321 in the final position is less than its maximum value reached during the passage of the salm Snm of the movable core 321 before the salience Se of the cylinder head C.
- the actuator may be designed to prevent the shock of the shoulder 321c of the movable core 321 against the cylinder head C for example by a stop imposing the final position on the movable core 321 at a position where the shoulder 321c is out mechanical contact with the cylinder head C, this stop may be advantageously provided to dampen the impact of the movable core against it.
- the final position of the movable core 321 is obtained by balancing the magnetic displacement force of the movable core 321 with the opposing forces as already mentioned, in which case the absence of impact of the shoulder 321c with the cylinder head C is obtained by the fact that this shoulder remains remote from the cylinder head C in the final position of the movable core 321.
- the magnetic displacement force of the movable core 121, 221 is provided substantially only by the electromagnetic stresses tangential to the envelope surface of the moving core, regardless of the position of the movable core on its path from the initial position to the final position, it being specified that there are in practice some lines of magnetic field leaks creating normal stresses to the envelope surface of the mobile core which are negligible.
- the magnetic displacement force of the movable core 321 is provided mainly by the tangential stresses to the envelope surface of the movable core, regardless of the position of the mobile core in its path of travel. the initial position to the end position, although there are in this case normal stresses contributing in a significant way to the magnetic displacement force at least on a final part of the path because of the shoulder 321c at the rear of the mobile core 321.
- Figures 8 and 9 show an embodiment of a starter 300 for a heat engine according to the invention.
- Figure 8 shows it at rest, the movable core being in its initial position while Figure 9 shows it in the active state, the movable core being in its final position.
- the starter 300 is identical to that of the prior art described with reference to Figures 1 to 4, the identical elements bearing the same reference numbers.
- the power contact K, the contact spring 15 and the cover 17 of the contactor 310 are identical to those of the contactor 10 of the prior art described in FIG. With reference to FIGS. 1 to 4, the contactor 310 comprises an actuator 320 according to the embodiment of FIG. 7.
- the cylinder head C is made in two parts, a circumferential portion 322 and a bottom portion 323.
- the circumferential portion 322 comprises a wall 322a extending radially towards the axis of the cylinder head C.
- the opening 01 is formed in this wall radial 322a.
- the bottom portion 323 is attached to the circumferential portion 322.
- the opening 02 is formed in the bottom portion 323.
- the movable core 321 is slidably guided by a bearing 30 carrying the coils 24, 25 as in the case of the prior art described with reference to Figures 1 to 4.
- a piece 324 for closing the opening 02 is fixed on the cylinder head C which serves as a separating partition between the power contact K and the inside of the cylinder head C.
- the piece 324 is made of a magnetically neutral material, for example a plastic material; it is therefore not part of the cylinder head C which is made of ferromagnetic material to channel the magnetic field of the coils.
- the piece 324 serves as an abutment to the movable core 321: it thus defines the final position of the movable core 321.
- the part 324 advantageously carries pads 325 capable of damping the impact of the movable core 321 against them. As can be seen, the stop allows partial penetration of the movable core 321 in the opening 02.
- the electromagnetic contactor 310 comprises springs exerting the same functions as those of the contactor 10 of the prior art and therefore have the same references, namely a movable core return spring 26, a spring 29 of tooth against tooth, a contact return spring and a spring 16 of contact crushing.
- the movable core return spring 26 is placed between the front part of the movable core 321 and the part 324 for closing the opening 02, which makes it possible to release the rear circumferential portion of the movable core 321 at which the shoulder 321c magnetically cooperates with the cylinder head C as described in connection with Figure 7.
- the return spring 26 of the movable core preferably bears against the bottom of a recess formed in the frontal part of the mobile core 321.
- the spring 16 of contact crushing bears on the piece 324 closing the opening 02, the other end of the spring 16 bearing on the contact plate 12 which is slidably mounted on the control rod 11
- the control rod 11 passes through the closing piece 324 of the opening 02, which allows the movable core 321 to actuate it as it moves towards its final position.
- the spring 29 of tooth against tooth cooperates with the actuating rod 28 which is partially housed in a recess in the rear portion of the movable core 321 as in the case of the actuator 20 of the prior art.
- the spring 29 is supported on the movable core 321 by means of an elastic ring 326, which allows the introduction of the spring 29 in the recess by the rear portion of the movable core 321.
- the actuator 320 comprises two coils, a call coil 25 and a holding coil 24, as in the case of the starter 1 of the prior art. This illustrates that the contribution to the invention can be combined with existing measures already in the prior art which have the effect of limiting the difficulties of coordinating the movement of the launcher 50 and the closure of the power contact K.
- the curve 'e' of FIG. 4 is a characteristic curve of the constant current actuator, namely a current of 21 A distributing across the two coils 24, 25 and supplied with direct current so that the amperes -Tours generated by them have their contributions to the magnetic flux that add up (in absolute value).
- the curve 'e' therefore represents the magnetic force of displacement of the movable core 321 as a function of its position during its displacement from the initial position to the final position.
- the position at the abscissa 0 corresponds to the final position of the movable core 321 which is shown in FIG. 9.
- the magnetic displacement force of the movable core reaches the maximum force F MAX I on the portion '3' of displacement of the movable core, then remains below, unlike the case of the actuator of the prior art of Figure 1 for which the curve 'c' shows that this force increases continuously up to at the final position of the mobile core.
- the curve 'el' is the homologous curve of the curve 'e', but for a constant current of 28 A distributed through the call coil 25 and the holding coil 24.
- this current of 28 A is the maximum current that can be distributed between the call coil 25 and the hold coil 24 when supplied with 12 V DC and placed at a temperature of 120 ° C.
- the curve of FIG. 4 represents the magnetic displacement force of the movable core 321 as a function of its position as it moves from the initial position to the final position when only the holding coil 24 is energized.
- the shape of the curve 'f resembles that of the curve' e ', but without deducing by homothety due to saturation effects of the magnetic circuit and leakage flows.
- the magnetic circuit and the coil or coils are defined so that the curve for the desired operating current of the moving magnetic force of the moving core relative to its position on its path from the initial position to the final position is wedged to be above that of the opposing forces acting on the moving core.
- the magnetic displacement force of the movable core 321 reaches its maximum value - F MAX I in our example - for a position of the movable core 321 on its path from the initial position to the final position, which corresponds to the position in which the antagonistic forces acting on the mobile core 321 are maximum. Nevertheless, this position is somewhat variable from one start-up cycle to the other since the antagonistic efforts are maximum in the situation of tooth against tooth pinion 51 with the ring 53 shortly after closing the power contact K, just before the rotation of the electric motor 40 allows the engagement of the pinion 51 in the ring 53 since the latter has the effect of suppressing the antagonistic effect of the spring 29 from tooth to tooth.
- the antagonistic forces reach their maximum for a position of the movable core lying between its position where it causes the closing of the power contact K (position marked by 'P K ' in FIG. 4) and a position of the movable core (identified by 'P M ' in Figure 4) which is located beyond the previous one at a distance (marked 'Di / 2 ' in Figure 4) equal to half - even only a third or a quarter - of the distance ( marked 'D' in Figure 4) separating the position 'P F ' of the final position of the movable core.
- the magnetic displacement force of the movable core 321 reaches its maximum value F MAX I in the position 'P M ' OR possibly between the position 'P M ' and position 'P K ' (as is illustrated in Figure 4).
- the curve of the magnetic force displacing the mobile core as a function of its position is not generally deduced by a simple translation or homothety with respect to the curve of the antagonistic force exerted on the mobile core, but may have a substantially different pace as can be seen in FIG. 4.
- the magnetic displacement force of the movable core 321 may reach its maximum value F MAX I before the position 'P K ' (as illustrated in Figure 4). This is particularly the case when the curve of the moving magnetic force of the moving core has less significant variations than the curve of the opposing forces on the portion from the initial position to the ' ⁇ ' position.
- this makes it possible to position the characteristic curve of the magnetic force of displacement of the mobile core as a function of its position (the curve 'e' in our example) above the curve of the antagonistic force exerted on it. (the curve 'a' in our example) by adopting a constant nominal current corresponding to this curve which is lower than that which would be necessary for this purpose if the maximum magnetic force was reached at the position 'P M ' OR at the position ' ⁇ ', the movable core 321.
- this helps to limit the impact and the speed of the movable core 321 on the portion '4' of its displacement insofar as the magnetic force displacement of the mobile core has already decreased to the end of the '3' portion.
- the magnetic displacement force of the movable core reaches its maximum value at a position of the movable core which is before the position 'P M ', or even before the position ' ⁇ ', during its journey from the initial position towards the final position.
- This same consideration is applicable mutadis mutandis as regards the position of the movable core for which the derivative of the permeance of the magnetic circuit with respect to the position of the movable core reaches its maximum value insofar as it is the same position.
- the actuator can be implemented with an iron-free yoke in front of the front part of the movable core, as has been described with reference to FIGS. 5 to 9: cf. . the second opening 02.
- This goes against the conventional approach of the skilled person in the design of electromagnetic actuators for starter contactor and the technical prejudice according to which the cylinder head must include such a part of iron (see fixed core 23 of the prior art of Figure 1) opposite the front portion of the movable core to provide a sufficient magnetic force level.
- This technical bias was all the more entrenched that the constraints on the design of a motor vehicle engine starter are important as we mentioned at the beginning of the description, particularly in terms of size.
- an actuator according to this aspect of the invention can effectively be implemented in the same size as that used in the prior art and therefore used to replace the latter in the same starter.
- an actuator according to this aspect of the invention may be implemented with a cylinder head having an outside diameter less than or equal to 54 mm, which is the case of the embodiment of FIGS. 8 and 9 which is based on the prior art of FIG. 1 by substituting its actuator 20 by an actuator 320 according to the invention.
- the invention not only makes it possible to respect the same bulk as in the case of the prior art, but also allows it to be done with a lower current for the operation of the actuator: cf.
- FIG. 4 in particular the curve e) according to the invention, which is at 21 A with respect to curve c) according to the prior art which is at 30.5 A.
- the present invention is not limited to the examples and to the embodiment described and shown, but it is capable of numerous variants accessible to those skilled in the art.
- the movable core return spring 26 and the tooth-to-tooth spring 29 may be arranged in different places. They may not even be part of the actuator, and therefore be arranged in another place of the starter to act on other parts of it while providing the same effect: they can for example act directly on the lever 60 and the launcher 50.
- the breaking clearance 61 can also be implemented elsewhere in the starter than at the pivot of the lever 28.
- the actuator according to the invention and the electromagnetic contactor which incorporates it can be implemented in starters having a structure different from that illustrated in FIGS. 8 and 9. They can be implemented in any type of starter with sliding starter or other starter technologies.
- the invention proposes an electromagnetic contactor for a heat engine starter, in particular for a motor vehicle, comprising:
- the actuator comprising:
- At least one coil for creating a magnetic field when electrically powered
- a core movable from an initial position to a final position, the movable core actuating the electrical power contact as the movable core moves from the initial position to the end position;
- the magnetic field of the at least one coil creates a magnetic force acting on the movable core to move it from the initial position to the end position, said force reaching a maximum value for a position of the movable core which is located between the initial position and the final position while said force is lower than said maximum value when the movable core is in the final position.
- the invention also proposes a thermal engine starter, in particular for a motor vehicle, comprising a contactor as defined above.
- the invention proposes an electromagnetic actuator for a thermal engine starter, in particular for a motor vehicle, comprising: at least one coil for creating a magnetic field when electrically powered; and
- the magnetic field of the coil creates a magnetic force acting on the movable core to move it from the initial position to the final position
- the cylinder head has a first opening and a second opening, the movable core moving from the initial position to the final position by dipping into the cylinder head through the first opening to the second opening;
- the second opening has a section greater than or equal to the section of the front portion of the movable core so that the cylinder head is free of iron in front of the front portion of the movable core when the movable core moves to the second opening.
- the invention proposes an electromagnetic actuator for a thermal engine starter, in particular for a motor vehicle, comprising:
- At least one coil for creating a magnetic field when electrically powered
- the magnetic field of the coil creates a magnetic force acting on the movable core to move it from the initial position to the final position
- the magnetic circuit is arranged so that the magnetic force acting on the movable core to move it from the initial position to the position final, is provided at more than 50% - and more preferably at more than 75% and even more advantageously at more than 90% - by the tangential electromagnetic constraints on the surface of the mobile core, whatever the position of the mobile core on its path from initial position to end position.
- the invention also relates to an electromagnetic contactor for a thermal engine starter, in particular for a motor vehicle, comprising an actuator according to these aspects of the invention, as well as a thermal engine starter, in particular for a motor vehicle, comprising a such contactor.
- a thermal engine starter in particular for a motor vehicle, comprising a such contactor.
- they may have all or some of the features mentioned in the general description or in the description of the embodiments described with reference to the figures.
Landscapes
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Abstract
The electromagnetic actuator for a heat engine starter comprises at least one winding (24; 25) for creating a magnetic field and a magnetic circuit cooperating with the winding in order to cause a magnetic flux to circulate therein. The magnetic circuit comprises a yoke (322, 323) and a mobile core (321) that can be moved from an initial position to an end position. The magnetic field of the winding creates a magnetic force that acts on the mobile core in order to move it from the initial position to the end position. The yoke and the mobile core each have at least one protrusion, that of the yoke forming an opening. The protrusion of the mobile core, in the initial position, is outside the opening, then penetrates the opening when it moves from the initial position to the end position, remaining in this penetration position when the mobile core is in the end position. This means that the magnetic force is maximised before the end position, which limits the size of the shock.
Description
ACTIONNEUR ELECTROMAGNETIQUE DE DEMARREUR POUR ELECTROMAGNETIC STARTER ACTUATOR FOR
MOTEUR THERMIQUE THERMAL MOTOR
La présente invention concerne un démarreur pour moteur thermique notamment de véhicule automobile. Elle concerne plus particulièrement un contacteur électromagnétique pour un tel démarreur et encore plus particulièrement un actionneur électromagnétique pour un tel contacteur. The present invention relates to a starter for a combustion engine, in particular a motor vehicle. It relates more particularly to an electromagnetic contactor for such a starter and more particularly to an electromagnetic actuator for such a contactor.
Les démarreurs pour véhicule automobile sont bien connus. Un démarreur commercialisé par la demanderesse sous la référence CED5 est illustré sur la figure 1. Ce démarreur 1 comprend un contacteur électromagnétique 10 et un moteur électrique 40 couplé à un lanceur 50 monté coulissant sur un arbre de sortie 52. Lorsqu'il est alimenté, le contacteur 10 provoque le coulissement du lanceur 50 pour mettre en prise un pignon 51 de celui-ci avec une couronne 53 (représentée partiellement) couplée au moteur thermique (non représenté) et l'alimentation du moteur électrique 40. Ainsi, la rotation du moteur électrique 40 est transmise au moteur thermique pour démarrer celui-ci. Starters for a motor vehicle are well known. A starter marketed by the applicant under the reference CED5 is illustrated in FIG. 1. This starter 1 comprises an electromagnetic contactor 10 and an electric motor 40 coupled to a launcher 50 slidably mounted on an output shaft 52. When powered, the contactor 10 causes the launcher 50 to slide to engage a pinion 51 thereof with a ring gear 53 (shown partially) coupled to the heat engine (not shown) and the power supply of the electric motor 40. Thus, the rotation of the electric motor 40 is transmitted to the engine to start it.
Le contacteur 10 provoque l'alimentation du moteur électrique 40 grâce à un contact électrique de puissance K normalement ouvert lequel est formé par deux bornes fixes 13, 14 et une plaque de contact 12 formant contact mobile. La plaque de contact 12 est portée par une tige de commande 13. Un ressort 15, appelé ressort de rappel de contact, sollicite élastiquement la plaque de contact 12 pour l'éloigner des bornes 13, 14. The contactor 10 causes the power supply of the electric motor 40 through a normally open electric power contact K which is formed by two fixed terminals 13, 14 and a contact plate 12 forming a moving contact. The contact plate 12 is carried by a control rod 13. A spring 15, called the contact return spring, resiliently urges the contact plate 12 away from the terminals 13, 14.
Le contacteur 10 comprend un actionneur électromagnétique 20. L' actionneur 20 comprend deux bobines électriques concentriques, à savoir une bobine d'appel 25 et une bobine de maintien 24. Celles-ci sont placées dans une culasse en matériau ferromagnétique en forme de cuve réalisée en deux parties, à savoir une partie circonférentielle 22 et un noyau fixe 23 constituant le fond de la cuve. L' actionneur 20 comprend un noyau mobile 21 représenté dans la position de repos, c'est-à-dire lorsque les bobines 24, 25 ne sont pas alimentées. La partie circonférentielle 22 comprend une paroi s'étendant radialement vers l'axe de la culasse dans laquelle est ménagée une ouverture de passage pour le noyau mobile 21. Le noyau mobile 21 est réalisé en matériau ferromagnétique. Le noyau mobile 21 plonge par cette ouverture dans la culasse et à l'intérieur des bobines 24, 25, suivant l'axe commun de la culasse et des bobines, sous l'effet de leur champ magnétique lorsqu'elles sont alimentées. Le guidage du noyau mobile 22 est réalisé par un coussinet 30 maintenu en place dans la culasse, le coussinet 30 portant les bobines 24, 25.
Lorsqu'il plonge dans la culasse, le noyau mobile 21 entraîne en coulissement une tige d'actionnement 28 qui fait basculer un levier pivotant 60 lequel pousse le lanceur 50 pour faire venir en prise son pignon 51 avec la couronne 53. The contactor 10 comprises an electromagnetic actuator 20. The actuator 20 comprises two concentric electrical coils, namely a call coil 25 and a holding coil 24. These are placed in a breech made of ferromagnetic material in the form of a tank. in two parts, namely a circumferential portion 22 and a fixed core 23 constituting the bottom of the tank. The actuator 20 comprises a movable core 21 shown in the rest position, that is to say when the coils 24, 25 are not powered. The circumferential portion 22 comprises a wall extending radially towards the axis of the yoke in which is formed a passage opening for the movable core 21. The movable core 21 is made of ferromagnetic material. The movable core 21 dips through this opening into the yoke and inside the coils 24, 25, along the common axis of the yoke and the coils, under the effect of their magnetic field when they are fed. The guide of the movable core 22 is made by a bearing 30 held in place in the yoke, the bearing 30 bearing the coils 24, 25. When it plunges into the yoke, the movable core 21 slidably drives an actuating rod 28 which tilts a pivoting lever 60 which urges the launcher 50 to engage its pinion 51 with the crown 53.
Le noyau mobile 20 vient ensuite pousser une tige de commande 11 qui porte la plaque de contact 12, ce qui a pour effet d'amener cette dernière en contact avec les deux bornes fixes 13, 14, fermant ainsi le contact électrique K du contacteur 20 par le biais duquel le moteur électrique 40 est alimenté. La rotation du moteur électrique 40 est alors transmise au moteur thermique par le biais du lanceur 50 et de son pignon 51 lequel est déjà partiellement en prise d'engrènement avec la couronne 53 lors de la fermeture du contact électrique du contacteur 20, sauf dans le cas, sur lequel nous reviendrons plus bas, où une dent du pignon 51 vient buter contre le bord latéral d'une dent de la couronne 53. The mobile core 20 then pushes a control rod 11 which carries the contact plate 12, which has the effect of bringing the latter into contact with the two fixed terminals 13, 14, thereby closing the electrical contact K of the contactor 20 through which the electric motor 40 is powered. The rotation of the electric motor 40 is then transmitted to the engine by means of the launcher 50 and its pinion 51 which is already partially meshing with the ring gear 53 when the electrical contact of the contactor 20 is closed, except in the case, to which we will return below, where a tooth of the pinion 51 abuts against the lateral edge of a tooth of the crown 53.
La plaque de contact 12 est couplée à la tige de commande 11 par un ressort 16, appelé ressort d'écrasement de contact lequel a une raideur plus élevé que le ressort 15 de rappel de contact. Le ressort 16 permet à la tige de commande 11 de coulisser à travers la plaque de contact 12 lorsque cette dernière est arrivée en contact, et donc en butée, sur les bornes fixes 13, 14. Par conséquent, le noyau mobile 21 peut continuer à plonger dans la culasse malgré le fait que la plaque de contact 12 soit arrivée en butée sur les bornes fixes 13, 14. Le noyau mobile 21 est arrêté lorsqu'il arrive en butée sur le noyau fixe 23, ce qui correspond au collage magnétique du noyau mobile 21 sur le noyau fixe 23. Les bornes fixes 13, 14 et la plaque de contact 12 sont logés dans un couvercle 17 en matériau isolant qui est fixé sur la culasse. The contact plate 12 is coupled to the control rod 11 by a spring 16, called the contact crush spring which has a higher stiffness than the contact spring 15. The spring 16 allows the control rod 11 to slide through the contact plate 12 when the latter has come into contact, and therefore abuts, on the fixed terminals 13, 14. Therefore, the mobile core 21 can continue to to plunge into the cylinder head despite the fact that the contact plate 12 has come into abutment on the fixed terminals 13, 14. The mobile core 21 is stopped when it abuts on the fixed core 23, which corresponds to the magnetic bonding of the movable core 21 on the fixed core 23. The fixed terminals 13, 14 and the contact plate 12 are housed in a cover 17 of insulating material which is fixed on the cylinder head.
La plongée du noyau mobile 21 dans la culasse se fait à l'encontre d'un ressort de rappel 26 monté entre la culasse et un anneau élastique 27 monté à l'extrémité arrière du noyau mobile 21. Le ressort 26 de rappel de noyau mobile repousse le noyau mobile 21 de sa position en butée contre la noyau fixe 23 vers et jusqu'à la position de repos (celle représentée) lorsque la force magnétique cesse de s'exercer sur le noyau mobile 21. Le ressort 15 de rappel de contact et le ressort 16 d'écrasement de contact contribuent également à repousser le noyau mobile 21 vers la position de repos sur une partie de son trajet depuis la position en butée. The dive of the movable core 21 in the cylinder head is against a return spring 26 mounted between the yoke and a resilient ring 27 mounted at the rear end of the movable core 21. The movable core return spring 26 pushes the movable core 21 from its position in abutment against the fixed core 23 to and to the rest position (the one shown) when the magnetic force ceases to be exerted on the movable core 21. The contact spring 15 and the contact crushing spring 16 also contributes to pushing the movable core 21 towards the rest position over part of its path from the abutting position.
La tige d'actionnement 28 est couplée au noyau mobile 21 par un ressort 29, appelé ressort dent contre dent, lequel a une raideur plus élevée que celle du ressort 26 de rappel de noyau mobile. Ce ressort permet au noyau mobile 21 de continuer à plonger dans la culasse, et de ce fait d'actionner en fermeture le contact électrique de puissance K, dans le cas où une dent du pignon 51 viendrait heurter le bord latéral d'une dent de la couronne 51, empêchant ainsi leur mise en prise d'engrènement. Le démarrage subséquent du moteur électrique 40 par la fermeture du contact électrique
de puissance K permet alors la mise en prise d'engrènement du pignon 51 avec la couronne 53 du fait de la rotation du pignon 51 qu'il provoque et du fait que le pignon 51 est simultanément sollicité en coulissement vers la couronne 53 par le noyau mobile 21 et le ressort de dent contre dent 29. The actuating rod 28 is coupled to the movable core 21 by a spring 29, called a tooth against tooth spring, which has a higher stiffness than that of the movable core return spring 26. This spring allows the movable core 21 to continue to plunge into the cylinder head, and thereby actuate closing the electrical power contact K, in the case where a tooth of the pinion 51 would strike the lateral edge of a tooth of the ring 51, thereby preventing their meshing engagement. The subsequent starting of the electric motor 40 by closing the electrical contact power K then allows meshing engagement of the pinion 51 with the ring 53 due to the rotation of the pinion 51 that it causes and the fact that the pinion 51 is simultaneously urged in sliding towards the ring 53 by the core mobile 21 and the tooth spring against tooth 29.
Au cas où le pignon 51 resterait coincé dans la couronne 53, un jeu de coupure In case the pinion 51 remains stuck in the ring 53, a cut-off game
61 est prévu pour permettre le retour effectif du noyau mobile 21 dans la position de repos. Ce jeu de coupure 61 consiste en l'occurrence dans le fait que l'axe de pivotement du levier 60 est libre de coulisser parallèlement aux axes de déplacement du lanceur 50 et du noyau mobile 21 sur une distance appropriée pour permettre au noyau mobile 21 de retourner en position de repos alors que le pignon 51 est resté en prise dans la couronne 53. 61 is provided to allow the effective return of the movable core 21 in the rest position. This cutting game 61 consists in the fact that the pivot axis of the lever 60 is free to slide parallel to the axes of movement of the launcher 50 and the movable core 21 to a suitable distance to allow the movable core 21 of return to the rest position while the pinion 51 has remained engaged in the ring 53.
La figure 2 illustre le schéma électrique du démarreur 1 en situation de repos. Le contact S symbolise le contact actionné par la clé de contact du véhicule automobile ou par tout autre dispositif du véhicule automobile destiné à mettre sous tension le démarreur 1, tandis que le pôle positif de la batterie du véhicule automobile est référencé par '+ΒΑΤΤ' . La batterie fournit classiquement 12V en courant continu dans le cas des voitures pour lequel est prévu le démarreur de référence CED5. Alternativement, la tension de la batterie est généralement de 24 V pour les démarreurs pour camions ou autre véhicule plus lourd. Figure 2 illustrates the electrical diagram of the starter 1 in a rest situation. The contact S symbolizes the contact operated by the ignition key of the motor vehicle or by any other device of the motor vehicle for energizing the starter 1, while the positive pole of the battery of the motor vehicle is referenced by '+ ΒΑΤΤ' . The battery typically supplies DC 12V in the case of cars for which the CED5 reference starter is provided. Alternatively, the battery voltage is usually 24 V for starters for trucks or other heavier vehicles.
Le fonctionnement détaillé du démarreur 1 est le suivant. The detailed operation of the starter 1 is as follows.
La fermeture du contact S, par exemple lorsque l'utilisateur actionne la clé de contact du véhicule, provoque la mise sous tension du circuit électrique du démarreur 1. Autrement dit, les courants s'établissent dans les bobinages 24, 25. Le courant s'établit dans la bobine d'appel 25 à travers le moteur électrique 40, mais ce dernier ne commence pas à tourner du fait que la tension à ses bornes est insuffisante du fait de la bobine d'appel 25 en série avec lui. Les ampères-tours générés par les bobines 24, 25 ont leurs contributions au flux magnétique qui s'ajoutent (en valeur absolue) et ce dernier circule dans le circuit magnétique défini par la culasse - c'est-à-dire la partie 22 et le noyau fixe 23 et éventuellement le coussinet selon son matériau -, le noyau mobile 21 et l'entrefer entre la partie frontale du noyau mobile 22 et le noyau fixe 23. Il en résulte une force magnétique s' exerçant sur le noyau mobile 21 qui tend à le déplacer pour réduire l'entrefer, autrement dit cette force sollicite le noyau mobile 21 vers le noyau fixe 23. Dès que cette force magnétique est suffisante pour vaincre la précontrainte du ressort 26 de rappel du noyau mobile et les forces d'adhérence du noyau mobile 21, ce dernier commence à se déplacer. Closing the contact S, for example when the user actuates the ignition key of the vehicle, causes the power supply of the electric circuit of the starter 1. In other words, the currents are established in the coils 24, 25. The current s It is established in the call coil 25 through the electric motor 40, but the latter does not start rotating because the voltage across its terminals is insufficient because of the call coil 25 in series with it. The ampere-turns generated by the coils 24, 25 have their contributions to the magnetic flux which are added (in absolute value) and the latter flows in the magnetic circuit defined by the cylinder head - that is to say the part 22 and the fixed core 23 and possibly the pad according to its material -, the movable core 21 and the gap between the front portion of the movable core 22 and the fixed core 23. This results in a magnetic force exerted on the movable core 21 which tends to move it to reduce the air gap, in other words this force urges the movable core 21 towards the fixed core 23. As soon as this magnetic force is sufficient to overcome the preload of the return spring 26 of the movable core and the adhesion forces mobile core 21, the latter begins to move.
Dans un premier temps, le noyau mobile 21 rattrape le jeu de coupure 61 tout en comprimant le ressort 26 de rappel de noyau mobile. Lorsqu'il a fini de rattraper le jeu
de coupure 61, le noyau mobile 21 entraine le levier 60 en pivotement lequel pousse le lanceur 50 vers la couronne 53. En fait, le lanceur 50 est animé à la fois par un déplacement axial vers la couronne 53 et par une rotation du fait que le lanceur 50 est monté en liaison hélicoïdale - non représentée - sur l'arbre de sortie 52, ce qui facilite l'engagement du pignon 51 avec la couronne 53. At first, the movable core 21 catches the cutoff clearance 61 while compressing the movable core return spring 26. When he has finished catching the game cutoff 61, the movable core 21 drives the lever 60 pivotally which pushes the launcher 50 towards the ring 53. In fact, the launcher 50 is driven both by an axial displacement towards the ring 53 and by a rotation that the launcher 50 is mounted helically - not shown - on the output shaft 52, which facilitates the engagement of the pinion 51 with the ring 53.
Lorsque le pignon 51 arrive au niveau de la couronne 53, deux situations peuvent se présenter. When the pinion 51 arrives at the level of the ring 53, two situations can arise.
Dans une première situation qui est favorable, une dent du pignon 51 coïncide avec un entre-dent de la couronne 53 : le pignon pénètre alors dans la couronne 53, le lanceur 50 continuant à être poussé par le noyau mobile 21 qui poursuit son déplacement vers le noyau fixe 23. Dans son déplacement, le noyau mobile 21 provoque la fermeture du contact de puissance K, ce qui a pour effet d'alimenter le moteur électrique 40 par la batterie du véhicule lequel moteur se met donc à tourner. La rotation du moteur électrique 40 provoque le déplacement du pignon 51 jusqu'à une bague de butée 54 qui est fixée sur l'arbre de sortie 52, en raison d'un phénomène de vissage résultant de la rotation de l'arbre de sortie 52 avec lequel le lanceur 50 est en liaison hélicoïdale tandis que le lanceur 50 est freiné en rotation par la couronne 53 couplée au moteur thermique qui est encore à l'arrêt. Lorsque le pignon 51 arrive en butée contre la bague de butée 54, le lanceur 50 transmet la rotation du moteur électrique 40 à la couronne 53 qui entraîne donc le moteur thermique jusqu'à son démarrage. In a first situation which is favorable, a tooth of the pinion 51 coincides with a tooth of the crown 53: the pinion then enters the ring 53, the launcher 50 continuing to be pushed by the movable core 21 which continues its movement towards the fixed core 23. In its movement, the movable core 21 causes the closing of the power contact K, which has the effect of supplying the electric motor 40 by the battery of the vehicle which engine starts to rotate. The rotation of the electric motor 40 causes the pinion 51 to move to an abutment ring 54 which is fixed on the output shaft 52, due to a screwing phenomenon resulting from the rotation of the output shaft 52 with which the launcher 50 is in helical connection while the launcher 50 is braked in rotation by the ring 53 coupled to the heat engine which is still at a standstill. When the pinion 51 comes into abutment against the stop ring 54, the launcher 50 transmits the rotation of the electric motor 40 to the ring gear 53 which therefore drives the heat engine until it starts.
Dans une deuxième situation moins favorable, une dent du pignon 51 rencontre le bord latéral d'une dent de la couronne 53 : le déplacement axial du lanceur 50 est alors stoppé. Le noyau mobile 21 continue cependant son déplacement vers le noyau fixe 23 grâce au ressort 29 de dent contre dent qui se comprime et va fermer le contact de puissance K, ce qui provoque l'alimentation du moteur électrique 40 par la batterie du véhicule lequel moteur se met donc à tourner. La rotation du moteur électrique 40 fait tourner le lanceur 50, ce qui va permettre au pignon 51 de venir en prise d'engrènement avec la couronne 53 lorsqu'une dent du pignon 51 passe en face d'un entre-dent de la couronne 53. Le pignon 51 vient en prise d'engrènement avec la couronne 53 sous l'effet conjugué de la poussée du ressort 29 de dent contre dent et de la réaction de la liaison hélicoïdale entre le lanceur 51 et l'arbre de sortie 52. In a second less favorable situation, a tooth of the pinion 51 meets the lateral edge of a tooth of the ring 53: the axial displacement of the launcher 50 is then stopped. The mobile core 21, however, continues its movement towards the fixed core 23 thanks to the spring 29 of tooth against tooth which is compressed and will close the power contact K, which causes the power supply of the electric motor 40 by the vehicle battery which engine so begins to turn. The rotation of the electric motor 40 rotates the launcher 50, which will allow the pinion 51 to come into meshing engagement with the ring 53 when a tooth of the pinion 51 passes in front of a tooth of the crown 53 The pinion 51 meshes with the ring gear 53 under the combined effect of the push of the tooth-to-tooth spring 29 and the reaction of the helical connection between the starter 51 and the output shaft 52.
Après fermeture du contact de puissance K, seule la bobine de maintien 24 est encore alimentée. En effet, la bobine d'appel 25 est court-circuitée par le contact de puissance K tant que le contact S est fermé. Ce n'est donc plus que la bobine de maintien 24 qui fournit le champ magnétique et donc la force magnétique de déplacement s' exerçant sur le noyau mobile 21. La force magnétique reste cependant
suffisante pour faire déplacer le noyau mobile 21 jusqu'en butée sur le noyau fixe 23 après avoir comprimé le ressort 16 d'écrasement de contact. Le noyau mobile 21 est alors en collage magnétique sur le noyau mobile 23. After closing the power contact K, only the holding coil 24 is still powered. Indeed, the call coil 25 is short-circuited by the power contact K as the contact S is closed. It is therefore only the holding coil 24 that provides the magnetic field and therefore the magnetic displacement force exerted on the movable core 21. The magnetic force remains however sufficient to move the movable core 21 to the stop on the fixed core 23 after compressing the spring 16 of contact crushing. The mobile core 21 is then in magnetic bonding on the movable core 23.
Une fois la couronne 53 entraînée en rotation par le moteur électrique 40, le moteur thermique démarre après quelques compressions. Lorsque le moteur thermique a démarré ou lors de ses compressions, il entraîne le pignon 51 à une vitesse supérieure à la vitesse de rotation de l'arbre de sortie 52 qui est entraîné par le moteur électrique 40. Ceci est rendu possible du fait que le lanceur 50 est conçu pour fonctionner en roue libre par rapport à l'arbre de sortie 52 dans le cas où c'est la couronne 53 qui entraîne le pignon 51 au lieu de l'inverse. Once the ring 53 rotated by the electric motor 40, the engine starts after a few compressions. When the engine has started or during its compressions, it drives the pinion 51 at a speed greater than the rotational speed of the output shaft 52 which is driven by the electric motor 40. This is made possible because the launcher 50 is designed to operate freewheel relative to the output shaft 52 in the case where it is the ring 53 which drives the pinion 51 instead of the reverse.
A l'ouverture du contact S, par exemple le lâché de la clé de contact, la bobine d'appel 25 et la bobine de maintien 24 se retrouvent alors branchées en série et alimentées par la batterie par l'intermédiaire du contact de puissance K. La bobine d'appel 25 est donc traversée par le même courant que la bobine de maintien 24, mais en sens inverse. De ce fait et parce que le nombre de spires des deux bobines sont identiques, leurs champs magnétiques s'annulent, ainsi que les efforts magnétiques qu'elles exercent sur le noyau mobile 21. Dès lors, le noyau mobile 21 recule vers la position de repos sous l'action combinée du ressort 26 de rappel de noyau mobile, du ressort 15 de rappel de contact et du ressort 16 d'écrasement de contact. Le contact de puissance K s'ouvre sous l'action du ressort 15 de rappel de contact, coupant ainsi l'alimentation du moteur électrique 40 qui s'arrête. Comme indiqué, le noyau mobile 21 recule même si le pignon 51 reste bloqué dans la couronne 53 grâce au jeu de coupure 61, situation qui correspond au cas où le moteur thermique n'aurait pas démarré. Au contraire, si le moteur thermique a démarré, le pignon 51 est désengagé de la couronne 53 notamment par l'effet de réaction de la liaison hélicoïdale entre le lanceur 50 et l'arbre de sortie 52. At the opening of the contact S, for example the release of the ignition key, the call coil 25 and the holding coil 24 are then connected in series and powered by the battery via the power contact K The call coil 25 is therefore traversed by the same current as the holding coil 24, but in the opposite direction. Because of this, and because the number of turns of the two coils are identical, their magnetic fields cancel each other out, as well as the magnetic forces that they exert on the mobile core 21. As a result, the mobile core 21 moves back towards the position of resting under the combined action of the movable core return spring 26, the contact spring 15 and the contact crush spring 16. The power contact K opens under the action of the contact spring 15, thus cutting off the power of the electric motor 40 which stops. As indicated, the movable core 21 retreats even if the pinion 51 remains locked in the ring 53 by the clearance clearance 61, a situation which corresponds to the case where the heat engine would not have started. On the other hand, if the engine has started, the pinion 51 is disengaged from the ring gear 53, in particular by the reaction effect of the helical link between the launcher 50 and the output shaft 52.
La mise au point d'un tel démarreur est néanmoins délicate car elle doit satisfaire à de fortes contraintes telles que : The development of such a starter is nevertheless delicate because it must satisfy strong constraints such as:
- encombrement limité, notamment diamètre extérieur de la culasse souvent inférieur ou égal à 54 mm ; - Limited space, including outer diameter of the cylinder head often less than or equal to 54 mm;
- plage de fonctionnement en température très grande : la température ambiante peut être comprise entre - 30 °C et + 40 °C, étant rappelé qu'aux températures basses, la viscosité du lubrifiant du lanceur augmente sensiblement, ce qui augmente les efforts de résistance au déplacement de celui-ci ; - very large temperature operating range: the ambient temperature can be between -30 ° C and + 40 ° C, being reminded that at low temperatures, the viscosity of the lubricant of the launcher increases substantially, which increases the resistance efforts the movement of it;
- proximité du démarreur avec le moteur thermique et l'échappement du véhicule automobile, ce qui peut porter la température du démarreur jusqu'à
120 °C, voire 140 °C, et donc modifier sensiblement la résistance des bobines d'appel 25 et de maintien 24, diminuant ainsi le courant les traversant et donc corrélativement la force magnétique de déplacement du noyau mobile 21 ;- proximity of the starter with the engine and the exhaust of the motor vehicle, which can bring the temperature of the starter up to 120 ° C, or 140 ° C, and thus substantially change the resistance of the call coils 25 and 24, thus reducing the current passing through them and therefore correlatively the magnetic force of displacement of the movable core 21;
- nécessité de limiter la densité de courant dans les bobines d'appel 25 et de maintien 24 pour éviter un échauffement excessif. - Need to limit the current density in the call coils 25 and 24 maintenance to avoid excessive heating.
La conception des actionneurs électromagnétiques de démarreur suivant l'exemple de l'actionneur 20 est considéré comme étant particulièrement avantageuse car il procure une force magnétique de déplacement du noyau mobile 21 qui croît au fur et à mesure de son déplacement vers le noyau fixe tout au long de son déplacement. Cela se comprend aisément au vu de la figure 3 qui est un schéma simplifié du circuit magnétique de l'actionneur 20, le noyau mobile 21 étant représenté dans une position éloignée de sa position finale : les lignes du champ magnétique canalisées par le circuit magnétique y sont représentées et référencées par LC tandis que la force magnétique de déplacement du noyau mobile y est symbolisé par deux flèches référencées F. Cet effet est en adéquation avec le fait que les efforts mécaniques antagonistes s 'exerçant sur le noyau mobile 21 croissent aussi avec le déplacement du noyau mobile 21 puisqu'il doit vaincre la tension du ressort 26 de rappel du noyau mobile à laquelle se rajoute le successivement le cas échéant celle du ressort 29 de dent contre dent et celles du ressort 15 de rappel de contact et du ressort 16 d'écrasement de contact. The design of the electromagnetic starter actuators according to the example of the actuator 20 is considered to be particularly advantageous because it provides a magnetic force for moving the movable core 21 which increases as it moves towards the fixed core while at the same time. along his displacement. This is easily understood in view of Figure 3 which is a simplified diagram of the magnetic circuit of the actuator 20, the movable core 21 being shown in a position remote from its final position: the magnetic field lines channeled by the magnetic circuit y are represented and referenced by LC while the magnetic displacement force of the mobile core is symbolized by two arrows referenced F. This effect is in keeping with the fact that the antagonistic mechanical forces exerted on the mobile core 21 also grow with the displacement of the movable core 21 since it must overcome the tension of the return spring 26 of the movable core to which is added successively if applicable that of the spring 29 of tooth against tooth and those of the spring 15 of contact return and spring 16 crush contact.
Cette situation est illustrée par les courbes de la figure 4 dans laquelle la courbe 'a' schématise l'effort opposé par les ressorts au déplacement du noyau mobile 21 vers le noyau fixe 23 en fonction de la position du noyau mobile sur son trajet de la position de repos (position initiale) vers la position en butée contre le noyau fixe 23 (position finale). L'axe des abscisses donne la position du noyau mobile 21 en indiquant la longueur en millimètres de l'entrefer séparant le noyau mobile 21 du noyau fixe 23 et l'axe des ordonnées indique l'effort exprimé en Newton. La courbe 'a' présente plusieurs portions comme suit : This situation is illustrated by the curves of FIG. 4 in which the curve 'a' schematizes the force opposed by the springs to the displacement of the movable core 21 towards the fixed core 23 as a function of the position of the movable core on its path of travel. rest position (initial position) to the position in abutment against the fixed core 23 (end position). The abscissa axis gives the position of the movable core 21 by indicating the length in millimeters of the gap separating the movable core 21 from the fixed core 23 and the ordinate axis indicates the force expressed in Newton. The curve 'a' has several portions as follows:
- portion Ί ' : effort opposé par le ressort 26 de rappel de noyau mobile ; - portion Ί ': opposite force by the return spring 26 of mobile core;
- portion '2' : effort opposé ensemble par le ressort 26 de rappel de noyau mobile et le ressort 29 de dent contre dent ; - portion '2': opposite force together by the spring 26 of movable core return and the spring 29 tooth against tooth;
- portion '3' : effort opposé ensemble par le ressort 26 de rappel de noyau mobile, le ressort 29 de dent contre dent et le ressort 15 de rappel de contact ; - portion '3': opposite force together by the spring 26 of the movable core return, the spring 29 against tooth and the spring 15 contact return;
- portion '4' : effort opposé ensemble par le ressort 26 de rappel de noyau mobile, le ressort 15 de rappel de contact et le ressort 16 d'écrasement de contact.
Juste un peu avant la transition de la portion '3' et la portion '4' se produit la conjonction, c'est-à-dire la fermeture du contact de puissance K qui permet alors de surmonter la situation de dent contre dent du pignon 51 contre la couronne 53 du fait de la rotation du moteur électrique 40, raison pour laquelle le ressort 29 de dent contre dent ne contribue pas aux efforts à vaincre par le noyau mobile 21 sur la portion '4' de la courbe 'a'. - portion '4': opposite force together by the spring 26 of the movable core return, the spring 15 of the contact spring and the spring 16 of contact crush. Just a little before the transition of the portion '3' and the portion '4' occurs the conjunction, that is to say the closure of the power contact K which then allows to overcome the situation of tooth against tooth of the pinion 51 against the ring 53 due to the rotation of the electric motor 40, which is why the spring 29 of tooth against tooth does not contribute to the forces to be overcome by the movable core 21 on the portion '4' of the curve 'a'.
La courbe 'b' est une courbe théorique se déduisant de la courbe 'a' en lui appliquant un coefficient multiplicateur de sécurité (1,1 dans notre exemple) pour représenter la valeur minimale souhaitée pour la force magnétique de déplacement du noyau mobile 21 en tout point de son déplacement de la position de repos jusqu'à sa butée sur le noyau fixe 23. The curve 'b' is a theoretical curve deduced from the curve 'a' by applying a safety multiplier coefficient (1,1 in our example) to represent the desired minimum value for the magnetic displacement force of the movable core 21. any point of its displacement from the rest position to its abutment on the fixed core 23.
La courbe 'c' schématise la force magnétique de déplacement s'exerçant sur le noyau mobile 21 en fonction de la position du noyau mobile 21 sur son trajet de la position de repos (position initiale) à la position en butée contre le noyau (position finale) lorsque la bobine d'appel 25 et le bobine de maintien 24 sont alimentées toutes les deux de manière à ce que leurs ampères-tours s'ajoutent (en valeur absolue), étant précisé qu'il s'agit en l'occurrence d'une courbe caractéristique de l'actionneur à courant constant, à savoir un courant de 30,5 A traversant ces deux bobines alimentées en courant continu. Comme illustré, la force magnétique de déplacement du noyau mobile 21 augmente au fur et à mesure que l'entrefer diminue et est toujours au-dessus de la courbe 'b' . Cette augmentation devient particulièrement forte lorsque l'entrefer devient faible. The curve 'c' schematizes the magnetic displacement force exerted on the movable core 21 as a function of the position of the movable core 21 in its path from the rest position (initial position) to the position in abutment with the core (position final) when the call coil 25 and the holding coil 24 are both energized so that their ampere-turns are added (in absolute value), it being specified that this is in this case a characteristic curve of the constant current actuator, namely a current of 30.5 A through these two coils supplied with direct current. As illustrated, the magnetic displacement force of the movable core 21 increases as the air gap decreases and is always above the 'b' curve. This increase becomes particularly strong when the air gap becomes weak.
Sur la portion '4' qui est la dernière partie du déplacement du noyau mobile 21 vers le noyau fixe 23, la bobine d'appel 25 est court-circuitée : c'est la bobine de maintien 24 qui génère seule le champ magnétique et donc la force magnétique de déplacement du noyau mobile 21. La courbe 'd' schématise la force magnétique de déplacement exercée par le champ magnétique de la seule bobine de maintien 24 en fonction de l'entrefer entre le noyau mobile 21 et le noyau fixe 23, étant précisé qu'il s'agit là-aussi d'une courbe caractéristique de l'actionneur à courant constant, à savoir de 10 A traversant la seule bobine de maintien 24 alimentée en courant continu. Comme cela est visible, cette force magnétique de déplacement est suffisante pour vaincre les forces antagonistes sur la portion '4' du déplacement du noyau mobile 21, ce d'autant plus qu'elle croît très rapidement sur cette portion. De plus, le niveau élevé atteint par la force magnétique assure un excellent collage du noyau mobile 21 au noyau fixe 23 et donc un excellent maintien en fermeture du contact de puissance K du contacteur électromagnétique 10.
Comme indiqué, les courbes 'c' et 'd' sont des courbes caractéristiques de l'actionneur à chaque fois pour un courant constant donné. Autrement dit, ces courbes sont extraites du jeu de courbes caractéristiques de l'actionneur représentant chacune la force magnétique de déplacement du noyau mobile 21 en fonction de sa position à chaque fois pour un autre courant de fonctionnement de l'actionneur. Pour la bonne compréhension, il est rappelé que comparer à l'effort antagoniste des ressorts de telles courbes à courant constant donné fait sens, bien que le phénomène réel repose sur une mise sous tension de l'actionneur qui entraîne un régime transitoire en courant, s'établissant de zéro à un certain régime en fonction du temps, en passant donc par différentes courbes du jeu de courbes caractéristiques de l'actionneur représentant chacune la force magnétique agissant sur le noyau mobile 21 pour un courant donné, et pour une position du noyau mobile 21 également variable dans le temps. De ce point de vue, la courbe 'cl' est la courbe homologue de la courbe 'c', mais pour un courant constant de 42 A traversant à la fois la bobine d'appel 25 et la bobine de maintien 24. En l'occurrence, le courant de 42 A est le courant maximum se répartissant dans la bobine d'appel 25 et la bobine de maintien 24 lorsqu'elles sont alimentées sous 12 V en courant continu et placées à une température de 120°C, pour un démarreur de référence CED5 (autrement dit, c'est le courant imposé par les seules résistances de la bobine d'appel 25 et de la bobine de maintien 24 à cette température). La courbe 'cl' donne donc la force magnétique maximale pouvant agir sur le noyau mobile 21 pour le déplacer en fonction de la position du noyau mobile 21 sur son trajet dans des conditions de fonctionnement à 120°C. Comme cela est visible, la courbe 'cl ' est notablement au-dessus de la courbe 'b' représentant les efforts antagonistes des ressorts, ce qui assure que l'actionneur fonctionnera correctement en tout état de cause jusqu'à cette température de 120°C. L'on comprendra qu'à température ambiante, la courbe 'c' n'est pas représentative de la force magnétique maximale pouvant s'exercer sur le noyau mobile 21, mais que la courbe représentative de cette dernière serait en fait située au-dessus de la courbe 'cl' puisque le courant maximal pouvant traverser la bobine d'appel 25 et la bobine de maintien 24 à température ambiante est supérieur à 42 A étant donné que la résistance de ces bobines est inférieure à température ambiante par rapport au cas de la température à 120°C. On the portion '4' which is the last part of the displacement of the movable core 21 towards the fixed core 23, the call coil 25 is short-circuited: it is the holding coil 24 which generates the magnetic field alone and therefore the magnetic displacement force of the movable core 21. The curve diagrammatically shows the magnetic displacement force exerted by the magnetic field of the only holding coil 24 as a function of the gap between the mobile core 21 and the fixed core 23, it being specified that this is also a characteristic curve of the constant current actuator, namely 10 A passing through the single DC supply coil 24. As can be seen, this magnetic displacement force is sufficient to overcome the antagonistic forces on the '4' portion of the displacement of the mobile core 21, all the more so as it grows very rapidly over this portion. In addition, the high level reached by the magnetic force ensures excellent bonding of the movable core 21 to the fixed core 23 and thus an excellent maintenance in closing of the power contact K of the electromagnetic contactor 10. As indicated, the curves 'c' and 'd' are characteristic curves of the actuator each time for a given constant current. In other words, these curves are extracted from the set of characteristic curves of the actuator each representing the magnetic displacement force of the movable core 21 as a function of its position each time for another operating current of the actuator. For the good understanding, it is recalled that to compare the antagonistic force of the springs of such constant constant current curves makes sense, although the real phenomenon is based on a powering of the actuator which causes a current transient regime, settling from zero to a certain regime as a function of time, thus passing through different curves of the set of characteristic curves of the actuator each representing the magnetic force acting on the movable core 21 for a given current, and for a position of the mobile core 21 also variable in time. From this point of view, the curve 'cl' is the homologous curve of the curve 'c', but for a constant current of 42a passing through both the call coil 25 and the holding coil 24. In this case, the current of 42 A is the maximum current distributed in the call coil 25 and the holding coil 24 when they are supplied with 12 V DC and placed at a temperature of 120 ° C, for a starter. reference CED5 (in other words, it is the current imposed by the only resistances of the call coil 25 and the holding coil 24 at this temperature). The curve 'cl' thus gives the maximum magnetic force that can act on the movable core 21 to move it as a function of the position of the movable core 21 in its path under operating conditions at 120 ° C. As can be seen, the curve 'c1' is noticeably above the curve 'b' representing the opposing forces of the springs, which ensures that the actuator will work properly in any event up to this temperature of 120 ° vs. It will be understood that at ambient temperature, the curve 'c' is not representative of the maximum magnetic force that can be exerted on the mobile core 21, but that the curve representative of the latter would actually be located above of the curve 'cl' since the maximum current that can pass through the call coil 25 and the holding coil 24 at room temperature is greater than 42 A since the resistance of these coils is lower than ambient temperature compared to the case of the temperature at 120 ° C.
Les contacteurs électromagnétiques de démarreur suivant la conception précédemment décrite présentent cependant des inconvénients ou des difficultés de mise au point, notamment lié au choc fer contre fer lorsque le noyau mobile 21 vient buter contre le noyau fixe 23. The starter electromagnetic contactors according to the previously described design, however, have disadvantages or difficulties of development, in particular related to the iron-on-iron shock when the mobile core 21 abuts against the fixed core 23.
Ainsi, du point de vue électrique, le choc du noyau mobile 21 contre le noyau fixe 23 peut faire sauter la plaque de contact 12 du contact de puissance K sur les
bornes fixes 13, 14. Or, celui-ci est traversé par le courant absorbé par le moteur électrique 40 lequel est élevé, généralement compris entre 300 et 500 A, son courant d'appel pouvant atteindre 1000 A. Pour limiter l'érosion du contact de puissance K, il est souhaitable d'éviter que la plaque de contact 12 ne saute ou du moins qu'elle saute pendant la phase d'appel de courant du moteur électrique 40. Par ailleurs, compte tenu du courant important traversant le contact de puissance K, lorsque la plaque de contact 12 saute sur les bornes fixes 13, 14, il en résulte des perturbations électriques dans le véhicule automobile pouvant affecter l'autoradio, l'ordinateur de bord, etc... Thus, from the electrical point of view, the impact of the movable core 21 against the fixed core 23 can cause the contact plate 12 of the power contact K to jump on the fixed terminals 13, 14. However, it is crossed by the current absorbed by the electric motor 40 which is high, generally between 300 and 500 A, its inrush current of up to 1000 A. To limit the erosion of power contact K, it is desirable to prevent the contact plate 12 jumps or at least it jumps during the current draw phase of the electric motor 40. Moreover, given the large current through the contact of power K, when the contact plate 12 jumps on the fixed terminals 13, 14, this results in electrical disturbances in the motor vehicle that may affect the car radio, the on-board computer, etc ...
Du point de vue mécanique, la répétition des chocs du noyau mobile 21 contre le noyau fixe 23 peut aussi conduire à terme à une dégradation mécanique du noyau mobile 21 et du noyau fixe 23. Par ailleurs, il est souhaitable d'assurer que le pignon 51 soit déplacé d'une distance suffisante pour venir au moins légèrement en prise d'engrènement avec la couronne 53 avant que le contact de puissance K ne soit fermé (quand on n'est pas dans le cas de dent contre dent du pignon 51 avec la couronne 53), ceci afin d'éviter que le pignon 51, entraîné par le moteur électrique 40, ne vienne « fraiser » la couronne 53, ce qui détruirait ces pièces. Cette coordination est délicate à mettre au point car il est habituel que la chaîne de transmission du mouvement du noyau mobile 21 au pignon 51 présente une certaine souplesse procurée notamment par le ressort 29 de dent contre dent et la liaison hélicoïdale entre le lanceur 50 et l'arbre de sortie 52 réalisée habituellement avec des cannelures, laquelle est généralement accrue volontairement par exemple en réalisant le levier 60 en matériau plastique. Cette souplesse permet de limiter la force magnétique initiale de déplacement du noyau mobile 21 nécessaire pour vaincre l'inertie du mécanisme, et permet donc d'utiliser des bobines d'appel 25 et de maintien 24 plus petites. En revanche, cette souplesse entraîne un retard de déplacement du pignon 51 par rapport à celui du noyau mobile 21, compte tenu de l'accélération importante de celui-ci, ce qui crée un risque de fermer le contact de puissance K avant que le pignon 51 ne soit venu en prise d'engrènement avec la couronne 53. Pour tenter d'assurer cette coordination, il est connu de FR 2 710 695 Al de recourir à des moyens pour limiter l'accélération initiale du noyau mobile lors de la mise sous tension du contacteur électromagnétique, notamment en conférant au noyau mobile une section transversale à aire variable le long de son axe. Dans le même but, il a aussi été proposé de contrôler le courant traversant la bobine comme le décrit par exemple EP 1 108 139 Al. Cependant, ces documents ne traitent pas de la problématique liée au choc fer contre fer, et s' agissant du second, la mise en œuvre des mesures proposées sont coûteuses. From the mechanical point of view, the repetition of the shocks of the movable core 21 against the fixed core 23 can also eventually lead to a mechanical degradation of the movable core 21 and the fixed core 23. Furthermore, it is desirable to ensure that the pinion 51 is moved a sufficient distance to at least slightly meshing engagement with the ring 53 before the power contact K is closed (when it is not in the case of tooth against tooth of the pinion 51 with the ring 53), in order to prevent the pinion 51, driven by the electric motor 40, from "milling" the ring 53, which would destroy these parts. This coordination is difficult to develop because it is usual for the chain of transmission of the movement of the movable core 21 to the pinion 51 has a certain flexibility provided in particular by the spring 29 tooth against tooth and the helical connection between the launcher 50 and the output shaft 52 usually made with splines, which is usually voluntarily increased for example by making the lever 60 of plastic material. This flexibility makes it possible to limit the initial magnetic force of displacement of the mobile core 21 necessary to overcome the inertia of the mechanism, and thus makes it possible to use smaller call and hold coils 24. On the other hand, this flexibility causes a delay in displacement of the pinion 51 relative to that of the mobile core 21, given the significant acceleration thereof, which creates a risk of closing the power contact K before the pinion 51 has come into meshing engagement with the crown 53. In an attempt to ensure this coordination, it is known to FR 2 710 695 A1 to resort to means for limiting the initial acceleration of the mobile core when it is put under control. voltage of the electromagnetic contactor, in particular by conferring on the mobile core a cross section with a variable area along its axis. For the same purpose, it has also been proposed to control the current flowing through the coil as described, for example, in EP 1 108 139 A1. However, these documents do not deal with the problem related to iron-on-iron shock, and with second, the implementation of the proposed measures are costly.
Ces inconvénients et difficultés de mise au point sont quelque peu atténuées dans l'art antérieur, d'une part, par le fait de cesser d'alimenter la bobine d'appel 25 sur la
portion '4' du déplacement du noyau mobile 21 (sur fermeture du contact de puissance K), ce qui va dans le sens d'une limitation de l'importance du choc fer contre fer, et, d'autre part, par la forme en chapeau conique du noyau fixe 23 et la forme en creux correspondante de la partie frontale du noyau mobile 21, ce qui a pour effet de limiter dans une certaine mesure la force magnétique de déplacement s'exerçant sur le noyau mobile 21 sur une partie du déplacement, ainsi que sa vitesse de croissance, ce qui permet de limiter quelque peu l'accélération du noyau mobile 21 sur la partie '4' du déplacement. These drawbacks and difficulties of development are somewhat attenuated in the prior art, on the one hand, by stopping feeding the call coil 25 on the portion '4' of displacement of the movable core 21 (on closure of the power contact K), which is in the sense of a limitation of the importance of the impact iron-iron, and, secondly, by the shape in conical cap of the fixed core 23 and the corresponding recessed shape of the front portion of the movable core 21, which has the effect of limiting to a certain extent the magnetic displacement force acting on the movable core 21 on a part of the displacement, as well as its speed of growth, which allows to limit somewhat the acceleration of the movable core 21 on the '4' part of the displacement.
Mais ces mesures sont très insuffisantes dans le cas où, conformément à la tendance contemporaine, les véhicules automobiles sont dotés d'une fonctionnalité appelée communément « Stop & Start », c'est-à-dire qui assure l'arrêt et le redémarrage automatique du moteur thermique dès que le véhicule ne se déplace plus en cours de trajet, même pour une courte période de temps, afin d'économiser le carburant et de réduire la pollution. Dans ce cas, les inconvénients ou difficultés précités sont notablement accrus car le démarreur doit être conçu pour une durée de vie d'au moins 300.000 démarrages, voire 400.000 alors qu'elle est dix fois moindre pour l'application traditionnelle de démarrage uniquement en début de trajet. De plus, les perturbations électriques affectant les dispositifs électriques à bord du véhicule tels que l'autoradio, l'ordinateur de bord ou le tableau de bord en cours de trajet sont mal tolérées par les usagers du véhicule. But these measures are very insufficient in the case where, in keeping with the contemporary trend, motor vehicles are equipped with a function commonly known as "Stop & Start", that is to say that ensures the automatic stop and restart. of the engine as soon as the vehicle no longer moves during the journey, even for a short period of time, in order to save fuel and reduce pollution. In this case, the aforementioned drawbacks or difficulties are notably increased because the starter must be designed for a lifetime of at least 300,000 starts, or even 400,000, whereas it is ten times lower for the traditional start-up application only at the beginning. path. In addition, the electrical disturbances affecting the electrical devices on board the vehicle such as the car radio, the on-board computer or the dashboard during the journey are poorly tolerated by the vehicle users.
L'objectif de l'invention est de pallier ou du moins limiter les inconvénients et difficultés précitées et de fournir à cette fin une solution qui soit simple et peu coûteuse à mettre en œuvre . The object of the invention is to overcome or at least limit the aforementioned drawbacks and difficulties and to provide for this purpose a solution that is simple and inexpensive to implement.
A cette fin, la présente invention propose un actionneur électromagnétique pour démarreur de moteur thermique, de préférence pour véhicule automobile, comprenant : To this end, the present invention proposes an electromagnetic actuator for a thermal engine starter, preferably for a motor vehicle, comprising:
au moins une bobine pour créer un champ magnétique lorsqu'elle est alimentée électriquement ; et at least one coil for creating a magnetic field when electrically powered; and
un circuit magnétique pour circuler au travers de celui-ci un flux magnétique engendré par le champ magnétique créé par la bobine, lequel circuit magnétique comprend : a magnetic circuit for circulating therethrough a magnetic flux generated by the magnetic field created by the coil, which magnetic circuit comprises:
o une culasse ; et o a cylinder head; and
o un noyau mobile depuis une position initiale jusqu'à une position finale ; a mobile core from an initial position to a final position;
dans lequel :
le champ magnétique de la bobine crée une force magnétique agissant sur le noyau mobile pour le déplacer de la position initiale jusqu'à la position finale, et in which : the magnetic field of the coil creates a magnetic force acting on the movable core to move it from the initial position to the final position, and
la culasse et le noyau mobile présentent chacun au moins une saillance, la saillance de la culasse formant une ouverture, the yoke and the movable core each have at least one salience, the saliency of the yoke forming an opening,
et dans lequel : and wherein:
la saillance du noyau mobile en position initiale est en-dehors de l'ouverture, the saliency of the mobile core in the initial position is outside the opening,
la saillance du noyau mobile pénètre dans l'ouverture lorsque le noyau mobile se déplace depuis la position initiale jusqu'à la position finale, et la saillance du noyau mobile reste en position de pénétration dans l'ouverture lorsque le noyau mobile est en position finale. the saliency of the movable core enters the opening as the movable core moves from the initial position to the end position, and the saliency of the movable core remains in the penetrating position in the opening when the movable core is in the final position .
La culasse et le noyau mobile sont de préférence réalisé chacun en un matériau ferromagnétique, avantageusement du fer doux. Classiquement, la culasse peut présenter une première ouverture, le noyau mobile se déplaçant de la position initiale jusqu'à la position finale en plongeant dans la culasse par la première ouverture. Le déplacement du noyau mobile de la position initiale à la position finale est de préférence rectiligne. La culasse présente de préférence une symétrie de révolution, le déplacement rectiligne du noyau mobile se faisant suivant l'axe de la symétrie de révolution de la culasse. L'axe de la ou les bobines est préférentiellement confondu avec l'axe de la symétrie de révolution de la culasse. The yoke and the movable core are preferably each made of a ferromagnetic material, preferably soft iron. Conventionally, the cylinder head may have a first opening, the movable core moving from the initial position to the final position by diving into the cylinder head by the first opening. The displacement of the movable core from the initial position to the final position is preferably rectilinear. The yoke preferably has a symmetry of revolution, the rectilinear displacement of the movable core being along the axis of the symmetry of revolution of the yoke. The axis of the coil or coils is preferably coincident with the axis of the symmetry of revolution of the cylinder head.
Selon un mode de réalisation préféré, la culasse présente une deuxième ouverture, le noyau mobile se déplaçant de la position initiale jusqu'à la position finale en plongeant dans la culasse par la première ouverture vers la deuxième ouverture ; et le noyau mobile présente une partie frontale formant une dite saillance du noyau mobile. La partie frontale du noyau mobile en position initiale est en-dehors de la deuxième ouverture. La partie frontale du noyau mobile pénètre dans la deuxième ouverture lorsque le noyau mobile se déplace depuis la position initiale jusqu'à la position finale, et la partie frontale du noyau mobile reste en position de pénétration dans la deuxième ouverture lorsque le noyau mobile est en position finale. La deuxième ouverture peut avantageusement présenter une section supérieure ou égale à la section de la partie frontale du noyau mobile pour que la culasse soit dépourvu de fer en face de la partie frontale du noyau mobile lorsque le noyau mobile se déplace vers la deuxième ouverture. La surface extérieure de la partie du noyau mobile pénétrant dans la culasse lors de son déplacement de la position initiale jusqu'à la position finale peut simplement former un cylindre de révolution. Par ailleurs, Γ actionneur peut aussi comprendre une butée magnétiquement neutre agencée dans la
deuxième ouverture de la culasse pour arrêter le noyau mobile dans la position finale correspondant à une pénétration partielle du noyau mobile dans la deuxième ouverture. La butée peut avantageusement être apte à amortir le choc du noyau mobile contre elle. According to a preferred embodiment, the cylinder head has a second opening, the movable core moving from the initial position to the final position by dipping into the cylinder head through the first opening to the second opening; and the movable core has a front portion forming a so-called saliency of the movable core. The front portion of the movable core in the initial position is outside the second opening. The front portion of the movable core penetrates into the second opening as the movable core moves from the initial position to the end position, and the front portion of the movable core remains in the penetrating position in the second opening when the movable core is in position. final position. The second opening may advantageously have a section greater than or equal to the section of the front portion of the movable core so that the yoke is free of iron in front of the front portion of the movable core when the movable core moves towards the second opening. The outer surface of the portion of the movable core penetrating the bolt as it moves from the initial position to the final position may simply form a cylinder of revolution. Moreover, the actuator may also comprise a magnetically neutral abutment arranged in the second opening of the cylinder head to stop the movable core in the final position corresponding to a partial penetration of the movable core in the second opening. The stop may advantageously be able to damp the impact of the movable core against it.
Selon autre mode de réalisation préféré, une dite saillance du noyau mobile est agencée en saillie par rapport à la surface d'enveloppe du noyau mobile qui lui est contigue du côté vers la partie frontale du noyau mobile. Ladite saillance du noyau mobile en position initiale est en-dehors de la première ouverture. Ladite saillance du noyau mobile pénètre dans la première ouverture lorsque le noyau mobile se déplace depuis la position initiale jusqu'à la position finale, et ladite saillance du noyau mobile reste en position de pénétration dans la première ouverture lorsque le noyau mobile est en position finale. According to another preferred embodiment, a so-called saliency of the movable core is arranged projecting with respect to the envelope surface of the mobile core which is contiguous to it on the side towards the front part of the mobile core. Said saliency of the movable core in the initial position is outside the first opening. Said saliency of the movable core penetrates into the first opening as the movable core moves from the initial position to the end position, and said saliency of the movable core remains in the penetrating position in the first opening when the movable core is in the final position .
Par ailleurs, le noyau mobile peut avantageusement présenter un épaulement en matériau ferromagnétique à la partie arrière du noyau mobile lequel épaulement est à l'extérieur de la culasse et fait face à une partie de fer de la culasse autour de la première ouverture au moins sur une portion finale du déplacement du noyau mobile lorsqu'il plonge dans la culasse. La première ouverture peut avantageusement présenter une section tronconique se rétrécissant dans le sens allant de l'extérieur vers l'intérieur de la culasse. Furthermore, the movable core may advantageously have a shoulder of ferromagnetic material at the rear part of the movable core which shoulder is outside the cylinder head and faces an iron portion of the cylinder head around the first opening at least on a final portion of the displacement of the movable core when it plunges into the cylinder head. The first opening may advantageously have a frustoconical section narrowing in the direction from the outside to the inside of the cylinder head.
L'actionneur peut aussi avantageusement comprendre : The actuator can also advantageously include:
des moyens de rappel élastique pour solliciter élastiquement le noyau mobile vers la position initiale ; elastic return means for elastically biasing the movable core towards the initial position;
une tige d'actionnement destinée à coopérer avec un dispositif d'accouplement du démarreur pour accoupler le moteur électrique du démarreur avec le moteur thermique, an actuating rod intended to cooperate with a coupling device of the starter for coupling the electric motor of the starter with the heat engine,
des moyens de liaison élastique pour relier élastiquement la tige d'actionnement au noyau mobile ; elastic connecting means for elastically connecting the actuating rod to the movable core;
dans lequel les moyens de rappel élastique présente une raideur inférieure à celle des moyens de liaison élastique. Le moyen de rappel est de préférence un ressort hélicoïdal de compression dont une extrémité est logée dans un évidement agencée dans la partie frontale du noyau mobile, l'autre extrémité du ressort prenant appui sur une partie fixe de l'actionneur. Suivant une mise en œuvre préférentielle, une extrémité de la tige d'actionnement est logée dans un évidemment agencée dans la partie arrière du noyau mobile, le moyen élastique étant un ressort hélicoïdal de compression logé dans l'évidemment lequel ressort prend appui à une extrémité sur la tige et à une autre extrémité sur le noyau mobile.
Selon un autre aspect, l'invention propose un contacteur électromagnétique pour démarreur de moteur thermique, comprenant : wherein the elastic return means has a stiffness lower than that of the elastic connection means. The return means is preferably a helical compression spring whose end is housed in a recess arranged in the front portion of the movable core, the other end of the spring bearing on a fixed portion of the actuator. According to a preferred implementation, an end of the actuating rod is housed in a recess arranged in the rear part of the movable core, the elastic means being a helical compression spring housed in the recess which spring bears on one end on the stem and at another end on the movable core. According to another aspect, the invention proposes an electromagnetic contactor for a thermal engine starter, comprising:
un actionneur électromagnétique selon l'invention ; et an electromagnetic actuator according to the invention; and
un contact électrique de puissance destiné à alimenter le moteur électrique du démarreur ; an electrical power contact for supplying the electric motor of the starter;
dans lequel le noyau mobile de Γ actionneur actionne le contact électrique de puissance lorsque le noyau mobile se déplace de la position initiale vers la position finale. wherein the movable core of the actuator actuates the electrical power contact as the movable core moves from the initial position to the end position.
Suivant un mode de réalisation, le contact électrique de puissance est normalement ouvert et comprend deux bornes fixes et une plaque de contact formant contact mobile. Le noyau mobile de l'actionneur actionne en fermeture le contact électrique de puissance par mise en appui de la plaque de contact contre les deux bornes fixes lorsque le noyau mobile se déplace de la position initiale vers la position finale. Il est avantageux de prévoir un élément élastique sollicitant le contact électrique de puissance vers la position d'ouverture. Il peut aussi être prévu un élément élastique permettant un déplacement du noyau mobile dans la direction de fermeture du contact électrique après la mise en appui de la plaque de contact sur les deux bornes fixes, ce qui est particulièrement avantageux notamment dans le cas où la direction de fermeture du contact électrique de puissance correspond à la direction de déplacement du noyau mobile de la position initiale vers la position finale. Le contact électrique de puissance peut avantageusement comprendre une tige de commande sur laquelle est montée la plaque de contact, le noyau mobile de l'actionneur actionnant la tige de commande pour fermer le contact électrique de puissance lorsque le noyau mobile se déplace de la position initiale vers la position finale. Dans ce cas, il peut être prévu un élément élastique couplant la plaque de contact à la tige de commande pour permettre un déplacement de la tige de commande dans la direction de fermeture du contact électrique de puissance après la mise en appui de la plaque de contact sur les deux bornes fixes, ce qui est particulièrement avantageux notamment dans le cas où la direction de fermeture du contact électrique de puissance correspond à la direction de déplacement du noyau mobile de la position initiale vers la position finale. According to one embodiment, the electrical power contact is normally open and comprises two fixed terminals and a movable contact contact plate. The movable core of the actuator actuates closing the electrical power contact by pressing the contact plate against the two fixed terminals when the movable core moves from the initial position to the final position. It is advantageous to provide an elastic element that solicits the electrical power contact towards the open position. It can also be provided with an elastic element allowing displacement of the movable core in the closing direction of the electrical contact after the contact plate is placed on the two fixed terminals, which is particularly advantageous, especially in the case where the direction closing the electrical power contact corresponds to the moving direction of the movable core from the initial position to the end position. The electrical power contact may advantageously comprise a control rod on which the contact plate is mounted, the movable core of the actuator actuating the control rod to close the electrical power contact when the movable core moves from the initial position. towards the final position. In this case, it can be provided an elastic element coupling the contact plate to the control rod to allow movement of the control rod in the closing direction of the electrical power contact after pressing the contact plate on the two fixed terminals, which is particularly advantageous especially in the case where the closing direction of the electrical power contact corresponds to the moving direction of the movable core from the initial position to the final position.
Selon un mode de réalisation préféré, l'actionneur comprend deux bobines, le contacteur étant agencé pour que, lorsqu'il est mis sous tension, les deux bobines soient alimentées simultanément de manière à ce que les ampères-tours générés par elles ont leurs contributions au flux magnétique circulant dans le circuit magnétique qui s'ajoutent tant que le contact de puissance est ouvert tandis qu'une seule des bobines reste alimentée après la fermeture du contact de puissance.
Selon encore un autre aspect, l'invention propose un démarreur pour moteur thermique de véhicule automobile, comprenant : According to a preferred embodiment, the actuator comprises two coils, the contactor being arranged so that, when it is turned on, the two coils are fed simultaneously so that the ampere-turns generated by them have their contributions. to the magnetic flux flowing in the magnetic circuit that is added as long as the power contact is open while only one of the coils remains energized after closing the power contact. According to yet another aspect, the invention proposes a starter for a motor vehicle engine, comprising:
un contacteur électromagnétique selon l'invention ; an electromagnetic contactor according to the invention;
un moteur électrique ; et an electric motor; and
- un dispositif d'accouplement actionnable mécaniquement pour accoupler le moteur électrique au moteur thermique lorsqu'il est actionné mécaniquement ; a coupling device that can be actuated mechanically to couple the electric motor to the heat engine when it is mechanically actuated;
dans lequel le noyau mobile de l'actionneur du contacteur électromagnétique actionne mécaniquement le dispositif d'accouplement lorsque le noyau mobile se déplace de la position initiale vers la position finale. wherein the movable core of the electromagnetic contactor actuator mechanically actuates the coupling device as the movable core moves from the initial position to the end position.
Le dispositif d'accouplement comprend de préférence un lanceur coulissant destiné à venir en prise avec une couronne dentée couplée au moteur thermique, le démarreur comprenant en outre : The coupling device preferably comprises a sliding launcher for engagement with a ring gear coupled to the engine, the starter further comprising:
des moyens de rappel élastique pour solliciter élastiquement le noyau mobile de l'actionneur vers la position initiale ; et elastic return means for elastically biasing the movable core of the actuator towards the initial position; and
des moyens élastiques pour permettre au noyau mobile de l'actionneur de continuer à se déplacer vers la position finale au cas où le lanceur coulissant bute contre une dent de la couronne dentée. resilient means for allowing the movable core of the actuator to continue to move to the final position in the event that the sliding launcher abuts against a tooth of the ring gear.
De façon préférentielle, le noyau mobile fait coulisser le lanceur par le biais d'un levier pivotant. Il peut avantageusement être prévu que le noyau mobile de l'actionneur du contacteur électromagnétique soit arrêté en position finale par équilibrage de la force magnétique agissant sur le noyau mobile pour le déplacer avec les efforts antagonistes sollicitant le noyau mobile vers la position initiale. Par ailleurs, il est préférable que l'axe de rotation du moteur électrique soit confondu avec l'axe de coulissement du lanceur coulissant et que le déplacement du noyau mobile de la position initiale à la position finale soit rectiligne suivant une direction parallèle à l'axe de rotation du moteur électrique, ce qui contribue avantageusement à la compacité du démarreur. Preferably, the movable core slides the launcher by means of a pivoting lever. It can advantageously be provided that the movable core of the actuator of the electromagnetic contactor is stopped in the final position by balancing the magnetic force acting on the movable core to move it with the antagonistic forces urging the movable core to the initial position. Furthermore, it is preferable that the axis of rotation of the electric motor coincides with the sliding axis of the sliding launcher and that the displacement of the movable core from the initial position to the final position is rectilinear in a direction parallel to the axis of rotation of the electric motor, which advantageously contributes to the compactness of the starter.
Pour la bonne compréhension, il est précisé que le noyau mobile est considéré comme étant limité à la pièce ou l'assemblage de pièces qui participent toutes, eu égard au matériau magnétique de chacune, à la définition du circuit magnétique et en constitue la partie mobile. La ou les pièces constitutives du noyau mobile sont préférentiellement réalisées en un matériau ferromagnétique, tout comme la culasse. Ne fait donc pas partie du noyau mobile tout autre pièce montée sur la partie mobile du circuit magnétique dès lors qu'elle ne participe pas de façon sensible à la définition du circuit magnétique eu égard à leur matériau, cette pièce pouvant donc être considérée comme étant magnétiquement neutre vis-à-vis du circuit magnétique. Il
peut s'agir de pièces en matériau diamagnétiques ou paramagnétiques qui auront une influence négligeable du point de vue magnétique sur le fonctionnement de l'actionneur, par exemple la tige d'actionnement coopérant avec le dispositif d'accouplement du démarreur pour accoupler son moteur électrique au moteur thermique. For the sake of understanding, it is specified that the mobile core is considered as being limited to the part or the assembly of parts which all participate, with respect to the magnetic material of each, to the definition of the magnetic circuit and constitutes the moving part . The constituent part or parts of the mobile core are preferably made of a ferromagnetic material, as is the cylinder head. Is therefore not part of the mobile core any other part mounted on the movable part of the magnetic circuit since it does not participate significantly in the definition of the magnetic circuit with respect to their material, this part can therefore be considered as being magnetically neutral vis-à-vis the magnetic circuit. he may be pieces of diamagnetic or paramagnetic material which will have a negligible influence from the magnetic point of view on the operation of the actuator, for example the actuating rod cooperating with the coupling device of the starter to couple its electric motor to the engine.
Il est précisé également que la partie frontale et la partie arrière du noyau mobile sont définies par rapport à la direction de déplacement du noyau mobile de sa position initiale vers sa position finale, étant entendu que la position initiale du noyau mobile correspond à sa position de repos lorsque l'actionneur n'est pas alimenté, autrement dit lorsque sa bobine - ou aucune d'entre elles s'il en comprend plusieurs - n'est alimentée, et la position finale du noyau mobile est sa position extrémale à l'opposée de la position initiale que le noyau mobile atteint lorsque l'actionneur est alimenté. It is also specified that the front portion and the rear portion of the movable core are defined with respect to the moving direction of the movable core from its initial position to its final position, it being understood that the initial position of the movable core corresponds to its position of rest when the actuator is not powered, that is to say when its coil - or none of them if it comprises more - is powered, and the final position of the movable core is its extreme position to the opposite the initial position that the mobile core reaches when the actuator is powered.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation préféré de l'invention, donnée à titre d'exemple et en référence au dessin annexé, dans lequel : Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the following description of a preferred embodiment of the invention, given by way of example and with reference to the appended drawing, in which:
la figure 1 représente une coupe d'un démarreur de l'art antérieur ; Figure 1 shows a section of a starter of the prior art;
la figure 2 est le schéma électrique du démarreur de la figure 1, mais est aussi applicable à celui des figures 8 et 9 ; Figure 2 is the electrical diagram of the starter of Figure 1, but is also applicable to that of Figures 8 and 9;
la figure 3 représente schématiquement le circuit magnétique d'un actionneur électromagnétique selon la figure 1 ; FIG. 3 diagrammatically represents the magnetic circuit of an electromagnetic actuator according to FIG. 1;
la figure 4 représente schématiquement, en fonction du déplacement du noyau mobile de l'actionneur du démarreur, les courbes des forces magnétiques de déplacement s' exerçant sur le noyau mobile, ainsi que les forces antagonistes qu'elles doivent vaincre, aussi bien pour le démarreur de la figure 1 que celui des figures 8 et 9 ; FIG. 4 diagrammatically shows, as a function of the displacement of the moving core of the starter actuator, the curves of the magnetic displacement forces acting on the moving core, as well as the opposing forces that they must overcome, both for the starter of Figure 1 than that of Figures 8 and 9;
les figure 5, 6 et 7 représentent schématiquement le circuit magnétique d'un actionneur électromagnétique selon un mode de réalisation respectif de l'invention, en le représentant à chaque fois dans trois positions différentes du noyau mobile ; et FIGS. 5, 6 and 7 schematically represent the magnetic circuit of an electromagnetic actuator according to a respective embodiment of the invention, representing it in each case in three different positions of the mobile core; and
les figures 8 et 9 représentent un démarreur dont le contacteur électromagnétique, et plus particulièrement son actionneur, est selon le mode de réalisation de la figure 7. FIGS. 8 and 9 show a starter whose electromagnetic contactor, and more particularly its actuator, is according to the embodiment of FIG. 7.
Comme déjà mentionné, l'actionneur électromagnétique selon l'invention est destiné à un démarreur de moteur thermique, en particulier pour véhicule automobile. Il comprend au moins une bobine pour créer un champ magnétique lorsqu'elle est alimentée électriquement et un circuit magnétique pour circuler au travers de celui-ci un flux magnétique engendré par le champ magnétique créé par la bobine. Le circuit
magnétique comprend une culasse et un noyau mobile. Ce dernier est mobile depuis une position initiale jusqu'à une position finale. As already mentioned, the electromagnetic actuator according to the invention is intended for a thermal engine starter, in particular for a motor vehicle. It comprises at least one coil for creating a magnetic field when it is electrically powered and a magnetic circuit for circulating therethrough a magnetic flux generated by the magnetic field created by the coil. The circuit magnetic comprises a cylinder head and a movable core. The latter is mobile from an initial position to a final position.
La ou les bobines et le circuit magnétique sont agencés pour que le champ magnétique de la ou des bobines créent une force magnétique agissant sur le noyau mobile pour le déplacer de la position initiale jusqu'à la position finale. The one or more coils and the magnetic circuit are arranged so that the magnetic field of the coil or coils create a magnetic force acting on the movable core to move it from the initial position to the final position.
Par ailleurs, la culasse et le noyau mobile présentent chacun au moins une saillance qui coopèrent comme il est expliqué ci-après. Plus particulièrement, la saillance de la culasse forme une ouverture de manière à ce que la saillance du noyau mobile en position initiale est en-dehors de l'ouverture formée par la saillance de la culasse et que la saillance du noyau mobile pénètre dans cette ouverture lorsque le noyau mobile se déplace depuis la position initiale jusqu'à la position finale, la saillance du noyau mobile restant en position de pénétration dans cette ouverture lorsque le noyau mobile est en position finale. Cette mesure va dans le sens de maximiser la force magnétique de déplacement du noyau mobile avant qu'il n'atteigne la position finale. Le fait de maximiser la force magnétique de déplacement du noyau mobile avant qu'il n'arrive dans sa position finale est avantageux car, dans un démarreur, les forces antagonistes agissant sur le noyau mobile atteignent eux-aussi leur maximum avant que ce dernier n'atteigne la position finale alors qu'elles sont moindres sur la portion finale du déplacement du noyau mobile, comme cela est illustré par la courbe 'a' de la figure 4 relative à l'art antérieur. L'agencement du circuit magnétique permet ainsi de vaincre les efforts antagonistes s 'exerçant sur le noyau mobile tout en évitant de faire augmenter la force magnétique de déplacement du noyau mobile sur la dernière portion du déplacement du noyau mobile vers la position finale. Il en résulte un double avantage : d'une part, la force du choc éventuel du noyau mobile sur sa butée en fin de course est plus limitée comparée au cas de l'art antérieur et, d'autre part, l'accélération du noyau mobile sur la dernière partie du déplacement du noyau mobile est moindre que dans l'art antérieur, ce qui facilite le cas échéant la coordination de la mise en prise d'engrènement du pignon du lanceur coulissant du démarreur avec la couronne couplée au moteur thermique. Moreover, the yoke and the movable core each have at least one saliency which cooperate as explained below. More particularly, the saliency of the cylinder head forms an opening so that the saliency of the movable core in the initial position is outside the opening formed by the salience of the cylinder head and that the saliency of the movable core penetrates into this opening. when the movable core moves from the initial position to the final position, the saliency of the movable core remaining in the penetrating position in this opening when the movable core is in the final position. This measure is in the sense of maximizing the magnetic force of displacement of the moving core before it reaches the end position. Maximizing the magnetic force of displacement of the movable core before it reaches its final position is advantageous because, in a starter, the opposing forces acting on the mobile core also reach their maximum before the latter reaches the end position while they are smaller on the final portion of the displacement of the movable core, as illustrated by the curve 'a' of Figure 4 relating to the prior art. The arrangement of the magnetic circuit thus makes it possible to overcome the antagonistic forces exerted on the mobile core while avoiding increasing the magnetic displacement force of the mobile core on the last portion of the displacement of the movable core towards the final position. This results in a twofold advantage: on the one hand, the force of the possible impact of the mobile core on its limit stop is more limited compared to the case of the prior art and, on the other hand, the acceleration of the core. moving on the last part of the displacement of the movable core is less than in the prior art, which facilitates if necessary the coordination of meshing engagement of the starter sliding gear of the starter with the ring coupled to the engine.
D'ailleurs, selon un mode de réalisation préféré, la butée d'arrêt du noyau mobile en position finale n'est plus constituée par du fer de la culasse comme c'était le cas dans l'art antérieur (cf. le noyau fixe 23 de la figure 1), mais par un matériau plastique ou autre pouvant avantageusement présenter des propriétés d'amortissement mécanique pour absorber le choc du noyau mobile contre elle. Selon encore un mode de réalisation préféré, la butée d'arrêt du noyau mobile en position finale est purement et simplement omise, le noyau mobile étant arrêté par équilibrage de la force
magnétique de déplacement du noyau mobile avec les forces antagonistes, ce qui supprime avantageusement tout choc. Moreover, according to a preferred embodiment, the stop stop of the mobile core in the end position is no longer constituted by the iron of the cylinder head as was the case in the prior art (see the fixed core 23 of Figure 1), but with a plastic or other material may advantageously have mechanical damping properties to absorb the impact of the movable core against it. According to a further preferred embodiment, the stopping stop of the mobile core in the end position is simply omitted, the movable core being stopped by balancing the force. magnetic displacement of the movable core with the opposing forces, which advantageously eliminates any shock.
La figure 5 illustre schématiquement le circuit magnétique d'un actionneur selon un mode de réalisation préféré, représenté dans trois positions de son noyau mobile référencé 121 par rapport à sa culasse référencée C et illustrant à chaque fois les lignes de champ magnétique. Par commodité, les représentations ne montrent que la moitié supérieure du circuit qui est au-dessus de l'axe X-X, étant précisé que le noyau mobile 121 et la culasse C présentent une symétrie de révolution par rapport à l'axe X-X. La représentation (a) correspond à une position du noyau mobile proche de la position initiale et distante de la position finale, la représentation (b) une position du noyau mobile plus proche de la position finale et la représentation (c) est une position théorique au-delà de la position finale. La flèche D indique le sens de déplacement du noyau mobile 121 dans le sens de la position initiale vers la position finale sous l'action de la force magnétique de déplacement agissant sur lui. FIG. 5 schematically illustrates the magnetic circuit of an actuator according to a preferred embodiment, represented in three positions of its mobile core referenced 121 with respect to its cylinder head referenced C and each illustrating the magnetic field lines. For convenience, the representations show only the upper half of the circuit which is above the X-X axis, it being specified that the mobile core 121 and the cylinder head C have a symmetry of revolution with respect to the X-X axis. Representation (a) corresponds to a position of the movable core close to the initial position and distant from the final position, the representation (b) a position of the movable core closer to the final position and the representation (c) is a theoretical position. beyond the final position. The arrow D indicates the direction of movement of the movable core 121 in the direction of the initial position to the final position under the action of the magnetic displacement force acting on it.
Le noyau mobile 121 a pour particularité, dans ce mode de réalisation, que son enveloppe extérieure est celle d'un cylindre de révolution. Sa représentation est simplifiée dans la mesure où ne sont pas représentés ses moyens mécaniques pour interagir avec le lanceur du démarreur et ceux pour interagir avec le contact de puissance K du contacteur électromagnétiques. Ces moyens peuvent être réalisés de toute façon appropriée, par exemple comme dans l'art antérieur de la figure 1 auquel cas il aura le même évidement axial pour loger la tige d' actionnement 28 et le ressort 28 de dent contre dent. The mobile core 121 has the particularity, in this embodiment, that its outer shell is that of a cylinder of revolution. Its representation is simplified insofar as its mechanical means for interacting with the starter's launcher and those for interacting with the power contact K of the electromagnetic contactor are not represented. These means can be made in any appropriate manner, for example as in the prior art of Figure 1 in which case it will have the same axial recess for housing the actuating rod 28 and the spring 28 tooth against tooth.
La représentation de la culasse C est simplifiée dans la mesure où elle est représentée comme étant formée d'une seule pièce alors qu'elle peut être réalisée par assemblage de plusieurs pièces. La ou les bobines servant à créer le champ magnétique et donc la force magnétique de déplacement du noyau mobile 121, sont logées dans la culasse à l'emplacement pointé par la flèche B. La culasse C présente une première ouverture 01 par laquelle pénètre le noyau mobile 121 dans la culasse C et une deuxième ouverture 02 vers laquelle se déplace le noyau mobile 121 lorsqu'il se déplace de la position initiale vers sa position finale sous l'action de la force magnétique de déplacement. Comme dans le cas de l'art antérieur de la figure 1, le déplacement du noyau mobile 121 de la position initiale à la position finale peut être rectiligne suivant son axe de révolution. La ou les bobines sont de préférence annulaires et disposées coaxialement avec l'axe de la culasse C et des ouvertures 01 et 02, ainsi que l'axe de révolution du noyau mobile 121.
Dans ce mode de réalisation, l'ouverture 02 de la culasse C présente une section supérieure ou égale à la section de la partie frontale 121a du noyau mobile 121, ce qui permet au noyau mobile 121 de pénétrer dans l'ouverture 02 de la culasse C comme l'illustre la représentation (c). Comme cela est visible, du fait de l'ouverture 02, la culasse C est entièrement dépourvu de fer en face de la partie frontale 121a du noyau mobile 121, à la différence de l'art antérieur illustré aux figures 1 et 3. Cette mesure contribue à éviter que la force magnétique de déplacement augmente de façon monotone lors du déplacement du noyau mobile 121a de la position initiale jusqu'à la position finale. De plus, elle supprime avantageusement le choc fer contre fer qui existait dans l'art antérieur. The representation of the cylinder head C is simplified in that it is shown as being formed in one piece while it can be made by assembling several parts. The coil or coils used to create the magnetic field and thus the magnetic displacement force of the movable core 121, are housed in the yoke at the location indicated by the arrow B. The cylinder head C has a first opening 01 through which the core penetrates. mobile 121 in the cylinder head C and a second opening 02 to which the movable core 121 moves when it moves from the initial position to its final position under the action of the magnetic displacement force. As in the case of the prior art of Figure 1, the displacement of the movable core 121 from the initial position to the final position may be rectilinear along its axis of revolution. The coil or coils are preferably annular and arranged coaxially with the axis of the cylinder head C and the openings 01 and 02, as well as the axis of revolution of the mobile core 121. In this embodiment, the opening 02 of the cylinder head C has a section greater than or equal to the section of the front portion 121a of the movable core 121, which allows the mobile core 121 to enter the opening 02 of the cylinder head C as shown in (c). As can be seen, because of the opening 02, the cylinder head C is entirely free of iron in front of the front portion 121a of the movable core 121, unlike the prior art illustrated in FIGS. 1 and 3. helps to prevent the magnetic displacement force from increasing monotonically during displacement of the movable core 121a from the initial position to the final position. In addition, it advantageously eliminates the iron-iron impact that existed in the prior art.
Par ailleurs, le noyau mobile 121 présente une saillance Snm qui est en l'occurrence le coin (vu en coupe axiale comme représentée) raccordant la surface frontale du noyau mobile 121 à sa surface d'enveloppe extérieure circonférentielle tandis que la culasse C présente une saillance Se qui est en l'occurrence le coin (vu en coupe axiale comme représentée) défini par le bord de l'ouverture 02 du côté vers l'intérieur de la culasse C. On the other hand, the movable core 121 has a saliency Snm which is in this case the wedge (seen in axial section as shown) connecting the front surface of the movable core 121 to its circumferential outer circumferential surface while the cylinder head C has a salient Se which is in this case the corner (seen in axial section as shown) defined by the edge of the opening 02 on the inward side of the cylinder head C.
Le passage de la saillance Snm devant la saillance Se lors du déplacement du noyau mobile 121 a pour effet de varier la perméance du circuit magnétique défini par la culasse C et le noyau mobile 121. Cette variation de la perméance lors du passage de la saillance Snm devant la saillance Se a pour effet de maximiser la dérivée de la perméance par rapport à la position du noyau mobile sur son trajet à ce moment-là. Plus précisément, la dérivée de la perméance atteint sa valeur maximale lorsque la saillance Snm se trouve en regard de biais avec la saillance Se, ou autrement dit, en position de coin contre coin, ou autrement dit encore lorsque la surface frontale du noyau mobile 121 se trouve à ras avec la surface de la paroi interne de la culasse autour de l'ouverture 02. Cette position est celle de la représentation (b). C'est donc dans cette position du noyau mobile 121 que le circuit magnétique maximise la force magnétique de déplacement du noyau mobile 121. The passage of the salinity Snm before the saliency Se during the displacement of the movable core 121 has the effect of varying the permeance of the magnetic circuit defined by the cylinder head C and the movable core 121. This variation of the permeance during the passage of the Snm saliency in front of the saliency Se has the effect of maximizing the derivative of the permeance with respect to the position of the movable core on its path at that time. More specifically, the derivative of the permeance reaches its maximum value when the salience Snm is facing obliquely with the saliency Se, or in other words, in the corner-to-corner position, or in other words still when the frontal surface of the mobile nucleus 121 is flush with the surface of the inner wall of the cylinder head around the opening 02. This position is that of the representation (b). It is therefore in this position of the mobile core 121 that the magnetic circuit maximizes the magnetic displacement force of the mobile core 121.
Lorsque le noyau mobile 121 poursuit son déplacement au-delà de cette position, c'est-à-dire pénètre dans l'ouverture 02 de la culasse C, la valeur de la dérivée de la perméance par rapport à la position du noyau mobile diminue progressivement. Cette dernière devient nulle lorsque le noyau mobile atteint la position de conjonction magnétique représentée à la représentation (c). Dans cette position, la force magnétique de déplacement du noyau mobile 121 est donc nulle. De ce fait, lorsque l'actionneur de la figure 5 est mis en œuvre dans un contacteur électromagnétique incorporé dans un démarreur de moteur thermique, le noyau mobile 121 n'occupera pas cette position puisqu'il devra équilibré les efforts antagonistes des
ressorts s'exerçant sur le noyau mobile 121. La position finale occupée par le noyau mobile 121 est donc une position intermédiaire entre celle de la représentation (b) et celle de la représentation (c). La position finale du noyau mobile 121 est alors définie par l'équilibre de la force magnétique de déplacement agissant sur lui et les forces antagonistes. Mais il est possible de prévoir une butée limitant la profondeur de pénétration du noyau mobile 121 dans l'ouverture 02, ce qui revient à imposer la position finale au noyau mobile 121. When the movable core 121 continues its displacement beyond this position, that is to say penetrates into the opening 02 of the cylinder head C, the value of the derivative of the permeance with respect to the position of the mobile core decreases. gradually. The latter becomes zero when the mobile core reaches the magnetic conjunction position represented in the representation (c). In this position, the magnetic displacement force of the movable core 121 is zero. As a result, when the actuator of FIG. 5 is implemented in an electromagnetic contactor incorporated in a heat engine starter, the mobile core 121 will not occupy this position since it will have to balance the opposing forces of the springs acting on the movable core 121. The final position occupied by the movable core 121 is therefore an intermediate position between that of the representation (b) and that of the representation (c). The final position of the movable core 121 is then defined by the balance of the magnetic displacement force acting on it and the opposing forces. But it is possible to provide a stop limiting the depth of penetration of the movable core 121 in the opening 02, which amounts to imposing the final position on the movable core 121.
Dans l'exemple illustré, la longueur du noyau mobile 121 correspond à la longueur de la culasse C, mais il peut être plus long. In the example shown, the length of the movable core 121 corresponds to the length of the cylinder head C, but it may be longer.
La figure 6 illustre schématiquement le circuit magnétique d'un actionneur selon un autre mode de réalisation préféré, représenté aussi dans trois positions de son noyau mobile référencé 221 par rapport à sa culasse référencée C et illustrant à chaque fois les lignes de champ magnétique. Là-aussi, les représentations ne montrent que la moitié supérieure du circuit qui est au-dessus de l'axe X-X, le noyau mobile 221 et la culasse C présentant aussi une symétrie de révolution par rapport à l'axe X-X. L'ensemble de la description faite du mode de réalisation de la figure 5 est applicable à celui de la figure 6, mais avec les différences suivantes lesquelles ne concernent que le noyau mobile, la culasse étant identique. FIG. 6 schematically illustrates the magnetic circuit of an actuator according to another preferred embodiment, also represented in three positions of its mobile core referenced 221 with respect to its cylinder head referenced C and each illustrating the magnetic field lines. Here too, the representations show only the upper half of the circuit which is above the X-X axis, the movable core 221 and the cylinder head C also having a symmetry of revolution with respect to the X-X axis. The entire description of the embodiment of Figure 5 is applicable to that of Figure 6, but with the following differences which relate only to the movable core, the cylinder head being identical.
Comme dans le cas de la figure 5, le noyau mobile 221 présente une saillance en partie frontale 221a qui est référencée en l'occurrence Snml laquelle coopère avec une saillance Sel de la culasse C qui est le bord interne de l'ouverture 02, autrement dit la saillance référencée Se sur la figure 5. Les saillances Snml et Sel coopèrent de la même manière que décrite pour les saillance Snm et Se de la figure 5 pour varier la perméance du circuit magnétique. As in the case of Figure 5, the movable core 221 has a salience in the front portion 221a which is referenced in this case Snml which cooperates with a salinity Sal of the cylinder head C which is the inner edge of the opening 02, otherwise Said projections Snml and Salt cooperate in the same manner as described for the saliency Snm and Se of FIG. 5 to vary the permeance of the magnetic circuit.
Mais à la différence du mode de réalisation de la figure 5, la surface d'enveloppe circonférentielle du noyau mobile 221 présente une gorge circonférentielle G définissant ainsi une partie circonférentielle en saillie à la partie arrière 221b du noyau mobile 221 par rapport au fond de cette gorge. Cette partie circonférentielle en saillie définit ainsi une saillance Snm2. Celle-ci coopère avec une saillance Sc2 de la culasse C, en l'occurrence le coin (vu en coupe axiale comme représentée) défini par le bord de l'ouverture 01 du côté vers l'extérieur de la culasse C, pour varier la perméance du circuit magnétique de la même manière que le couple de saillances Snml et Sel. En l'occurrence, la distance axiale de la saillance Snm2 à la saillance Sc2 est égale à la distance de la saillance Snml à la saillance Sel. Cela est obtenu en positionnant de façon appropriée la gorge circonférentielle du noyau mobile 221. Du fait de cette égalité de distance, les deux couples de saillances Snml, Sel et
Snm2, Sc2 maximisent de façon synergique la dérivée de la perméance par rapport à la position du noyau mobile 221. Cela permet avantageusement d'accroître la force magnétique maximale de déplacement agissant sur le noyau mobile. Celle-ci est atteinte dans la position du noyau mobile 221 de la représentation (b). Lorsque le noyau mobile 221 dépasse cette position, la dérivée de la perméance par rapport à la position du noyau mobile 221 diminue, et donc la force magnétique de déplacement, comme dans le cas du mode de réalisation de la figure 5. But unlike the embodiment of Figure 5, the circumferential envelope surface of the movable core 221 has a circumferential groove G thus defining a circumferential portion protruding from the rear portion 221b of the movable core 221 relative to the bottom of this throat. This circumferential protruding part thus defines a Snm2 saliency. It cooperates with a saliency Sc2 of the cylinder head C, in this case the wedge (seen in axial section as shown) defined by the edge of the opening 01 on the outward side of the cylinder head C, to vary the permeance of the magnetic circuit in the same way as the pair of projections Snml and Salt. In this case, the axial distance from the salness Snm2 to the salience Sc2 is equal to the distance from the salience Snml to the salience Sel. This is achieved by appropriately positioning the circumferential groove of the movable core 221. Because of this equality of distance, the two pairs of projections Snml, Salt and Snm2, Sc2 synergistically maximize the derivative of the permeability with respect to the position of the movable core 221. This advantageously makes it possible to increase the maximum magnetic displacement force acting on the moving core. This is reached in the position of the movable core 221 of the representation (b). When the movable core 221 exceeds this position, the derivative of the permeance with respect to the position of the movable core 221 decreases, and thus the magnetic displacement force, as in the case of the embodiment of FIG. 5.
La figure 7 illustre schématiquement le circuit magnétique d'un actionneur selon un autre mode de réalisation préféré, représenté aussi dans trois positions de son noyau mobile référencé 321 par rapport à sa culasse référencée C et illustrant à chaque fois les lignes de champ magnétique. Là-aussi, les représentations ne montrent que la moitié supérieure du circuit magnétique qui est au-dessus de l'axe X-X, le circuit magnétique présentant là-aussi une symétrie de révolution par rapport à l'axe X-X. Ce mode de réalisation est basé sur celui de la figure 5. L'ensemble de la description faite du mode de réalisation de la figure 5 est ainsi applicable à celui de la figure 7, mais avec une différence concernant le noyau mobile, la culasse étant identique. FIG. 7 schematically illustrates the magnetic circuit of an actuator according to another preferred embodiment, also represented in three positions of its mobile core referenced 321 with respect to its cylinder head referenced C and each illustrating the magnetic field lines. Here too, the representations show only the upper half of the magnetic circuit which is above the X-X axis, the magnetic circuit also having a symmetry of revolution with respect to the X-X axis. This embodiment is based on that of FIG. 5. The overall description of the embodiment of FIG. 5 is thus applicable to that of FIG. 7, but with a difference concerning the mobile core, the cylinder head being identical.
Comme dans le cas de la figure 5, le noyau mobile 321 présente en partie avant la saillance Snm qui coopère avec une saillance Se de la culasse C pour varier la perméance magnétique du circuit comme décrit en relation avec la figure 5. As in the case of Figure 5, the movable core 321 has in part before the Snm saliency which cooperates with a saliency Se of the cylinder head C to vary the magnetic permeance of the circuit as described in connection with Figure 5.
Le noyau mobile 321 ne se différencie de celui de la figure 5 que par le fait qu'il présente en plus un épaulement 321c à sa partie arrière 321b. L'épaulement 321c est à l'extérieur de la culasse C et fait face à une partie de fer de la culasse C autour de la première ouverture 01. Cet épaulement vient de préférence de matière avec le reste du noyau mobile 321 et est donc en matériau ferromagnétique. L'épaulement peut s'étendre radialement tout autour de la circonférence du noyau mobile et présenter un diamètre extérieur constant. De ce fait, il est défini un entrefer entre l'épaulement 321c et la partie de la culasse C autour de l'ouverture 01 qui lui fait face. Cet entrefer est traversé par un flux de champ magnétique d'autant plus important que l'épaulement 321c est proche de la culasse C. Cela a pour effet d'augmenter la force magnétique de déplacement du noyau mobile sur la portion finale de déplacement du noyau mobile 321. Cette mesure est avantageuse dans le cas où la force magnétique de déplacement du noyau mobile 121 de la figure 5 devenait trop faible par rapport aux efforts antagonistes, par exemple si elle ne permettait pas d'assurer de façon fiable la fermeture du contact de puissance K ou son maintien à l'état fermé. The movable core 321 differs from that of FIG. 5 only in that it additionally has a shoulder 321c at its rear portion 321b. The shoulder 321c is outside the cylinder head C and faces an iron part of the cylinder head C around the first opening 01. This shoulder is preferably made of material with the rest of the mobile core 321 and is therefore ferromagnetic material. The shoulder may extend radially around the circumference of the movable core and have a constant outside diameter. Therefore, it is defined an air gap between the shoulder 321c and the part of the cylinder head C around the opening 01 which faces it. This gap is traversed by a flux of magnetic field all the more important that the shoulder 321c is close to the cylinder head C. This has the effect of increasing the magnetic displacement force of the mobile core on the final portion of displacement of the core. Mobile 321. This measure is advantageous in the case where the magnetic displacement force of the movable core 121 of Figure 5 became too weak compared to the opposing forces, for example if it did not reliably ensure the closure of the contact. of power K or its holding in the closed state.
En revanche, le dimensionnement de l'épaulement 321c est choisi pour que la force magnétique agissant sur le noyau mobile 321 dans la position finale soit
inférieure à sa valeur maximale atteinte lors du passage de la saillance Snm du noyau mobile 321 devant la saillance Se de la culasse C. On the other hand, the dimensioning of the shoulder 321c is chosen so that the magnetic force acting on the movable core 321 in the final position is less than its maximum value reached during the passage of the salm Snm of the movable core 321 before the salience Se of the cylinder head C.
Par ailleurs, l'actionneur peut être conçu pour éviter le choc de l'épaulement 321c du noyau mobile 321 contre la culasse C par exemple grâce à une butée imposant la position finale au noyau mobile 321 à une position où l'épaulement 321c est hors contact mécanique avec la culasse C, cette butée pouvant être avantageusement prévue pour amortir le choc du noyau mobile contre elle. En variante, la position finale du noyau mobile 321 est obtenue par équilibrage de la force magnétique de déplacement du noyau mobile 321 avec les forces antagonistes comme cela a déjà été mentionné auquel cas l'absence de choc de l'épaulement 321c avec la culasse C est obtenue par le fait que cet épaulement reste distant de la culasse C dans la position finale du noyau mobile 321. Furthermore, the actuator may be designed to prevent the shock of the shoulder 321c of the movable core 321 against the cylinder head C for example by a stop imposing the final position on the movable core 321 at a position where the shoulder 321c is out mechanical contact with the cylinder head C, this stop may be advantageously provided to dampen the impact of the movable core against it. Alternatively, the final position of the movable core 321 is obtained by balancing the magnetic displacement force of the movable core 321 with the opposing forces as already mentioned, in which case the absence of impact of the shoulder 321c with the cylinder head C is obtained by the fact that this shoulder remains remote from the cylinder head C in the final position of the movable core 321.
L'on remarquera que dans les modes de réalisation des figures 5 et 6, la force magnétique de déplacement du noyau mobile 121, 221 est fournie sensiblement uniquement par les contraintes électromagnétiques tangentielles à la surface d'enveloppe du noyau mobile, quel que soit la position du noyau mobile sur son trajet de la position initiale à la position finale, étant précisé qu'il existe en pratique quelques lignes de fuites du champ magnétique créant des contraintes normales à la surface d'enveloppe du noyau mobile qui sont négligeables. Dans le cas du mode de réalisation de la figure 7, la force magnétique de déplacement du noyau mobile 321 est fournie majoritairement par les contraintes tangentielles à la surface d'enveloppe du noyau mobile, quel que soit la position du noyau mobile sur son trajet de la position initiale à la position finale, bien qu'il existe dans ce cas des contraintes normales contribuant de façon non négligeable à la force magnétique de déplacement au moins sur une partie finale du trajet en raison de l'épaulement 321c à l'arrière du noyau mobile 321. It will be noted that in the embodiments of FIGS. 5 and 6, the magnetic displacement force of the movable core 121, 221 is provided substantially only by the electromagnetic stresses tangential to the envelope surface of the moving core, regardless of the position of the movable core on its path from the initial position to the final position, it being specified that there are in practice some lines of magnetic field leaks creating normal stresses to the envelope surface of the mobile core which are negligible. In the case of the embodiment of Figure 7, the magnetic displacement force of the movable core 321 is provided mainly by the tangential stresses to the envelope surface of the movable core, regardless of the position of the mobile core in its path of travel. the initial position to the end position, although there are in this case normal stresses contributing in a significant way to the magnetic displacement force at least on a final part of the path because of the shoulder 321c at the rear of the mobile core 321.
Les figures 8 et 9 représentent un mode de réalisation d'un démarreur 300 pour moteur thermique selon l'invention. La figure 8 le montre au repos, le noyau mobile étant dans sa position initiale tandis que la figure 9 le montre à l'état actif, le noyau mobile étant dans sa position finale. A l'exception de son contacteur électromagnétique 310, le démarreur 300 est identique à celui de l'art antérieur décrit en référence aux figures 1 à 4, les éléments identiques portant les mêmes numéros de référence. Figures 8 and 9 show an embodiment of a starter 300 for a heat engine according to the invention. Figure 8 shows it at rest, the movable core being in its initial position while Figure 9 shows it in the active state, the movable core being in its final position. With the exception of its electromagnetic contactor 310, the starter 300 is identical to that of the prior art described with reference to Figures 1 to 4, the identical elements bearing the same reference numbers.
Le contact de puissance K, le ressort 15 de rappel de contact et le couvercle 17 du contacteur 310 sont identiques à ceux du contacteur 10 de l'art antérieur décrit en
référence aux figures 1 à 4. En revanche, le contacteur 310 comprend un actionneur 320 conforme au mode de réalisation de la figure 7. The power contact K, the contact spring 15 and the cover 17 of the contactor 310 are identical to those of the contactor 10 of the prior art described in FIG. With reference to FIGS. 1 to 4, the contactor 310 comprises an actuator 320 according to the embodiment of FIG. 7.
La culasse C est réalisée en deux parties, une partie circonférentielle 322 et une partie de fond 323. La partie circonférentielle 322 comprend une paroi 322a s'étendant radialement vers l'axe de la culasse C. L'ouverture 01 est ménagée dans cette paroi radiale 322a. La partie de fond 323 est fixée à la partie circonférentielle 322. L'ouverture 02 est ménagée dans la partie de fond 323. The cylinder head C is made in two parts, a circumferential portion 322 and a bottom portion 323. The circumferential portion 322 comprises a wall 322a extending radially towards the axis of the cylinder head C. The opening 01 is formed in this wall radial 322a. The bottom portion 323 is attached to the circumferential portion 322. The opening 02 is formed in the bottom portion 323.
Le noyau mobile 321 est guidé en coulissement par un coussinet 30 portant les bobines 24, 25 comme dans le cas de l'art antérieur décrit en référence aux figures 1 à 4. The movable core 321 is slidably guided by a bearing 30 carrying the coils 24, 25 as in the case of the prior art described with reference to Figures 1 to 4.
Une pièce 324 de fermeture de l'ouverture 02 est fixée sur la culasse C laquelle sert de cloison séparatrice entre le contact de puissance K et l'intérieur de la culasse C. La pièce 324 est réalisé en un matériau magnétiquement neutre, par exemple, une matière plastique ; elle ne fait donc pas partie de la culasse C qui est réalisée en matériau ferromagnétique pour canaliser le champ magnétique des bobines. Par ailleurs, la pièce 324 sert de butée au noyau mobile 321 : elle définit ainsi la position finale du noyau mobile 321. La pièce 324 porte avantageusement des plots 325 aptes à amortir le choc du noyau mobile 321 contre eux. Comme cela est visible, la butée permet une pénétration partielle du noyau mobile 321 dans l'ouverture 02. A piece 324 for closing the opening 02 is fixed on the cylinder head C which serves as a separating partition between the power contact K and the inside of the cylinder head C. The piece 324 is made of a magnetically neutral material, for example a plastic material; it is therefore not part of the cylinder head C which is made of ferromagnetic material to channel the magnetic field of the coils. Furthermore, the piece 324 serves as an abutment to the movable core 321: it thus defines the final position of the movable core 321. The part 324 advantageously carries pads 325 capable of damping the impact of the movable core 321 against them. As can be seen, the stop allows partial penetration of the movable core 321 in the opening 02.
Le contacteur électromagnétique 310 comprend des ressorts exerçant les mêmes fonctions que ceux du contacteur 10 de l'art antérieur et portent de ce fait les mêmes références, à savoir un ressort 26 de rappel de noyau mobile, un ressort 29 de dent contre dent, un ressort de rappel de contact et un ressort 16 d'écrasement de contact. The electromagnetic contactor 310 comprises springs exerting the same functions as those of the contactor 10 of the prior art and therefore have the same references, namely a movable core return spring 26, a spring 29 of tooth against tooth, a contact return spring and a spring 16 of contact crushing.
Cependant, à la différence de l'art antérieur de la figure 1, le ressort 26 de rappel de noyau mobile est placé entre la partie frontale du noyau mobile 321 et la pièce 324 de fermeture de l'ouverture 02, ce qui permet de libérer la partie circonférentielle arrière du noyau mobile 321 au niveau duquel l'épaulement 321c coopère magnétiquement avec la culasse C comme décrit en relation avec la figure 7. Le ressort 26 de rappel du noyau mobile prend préférentiellement appui au fond d'un évidement ménagé dans la partie frontale du noyau mobile 321. However, unlike the prior art of FIG. 1, the movable core return spring 26 is placed between the front part of the movable core 321 and the part 324 for closing the opening 02, which makes it possible to release the rear circumferential portion of the movable core 321 at which the shoulder 321c magnetically cooperates with the cylinder head C as described in connection with Figure 7. The return spring 26 of the movable core preferably bears against the bottom of a recess formed in the frontal part of the mobile core 321.
Par ailleurs, le ressort 16 d'écrasement de contact prend appui sur la pièce 324 de fermeture de l'ouverture 02, l'autre extrémité du ressort 16 prenant appui sur la plaque de contact 12 laquelle est montée coulissante sur la tige de commande 11. La tige de commande 11 traverse la pièce 324 de fermeture de l'ouverture 02, ce qui permet au noyau mobile 321 de l'actionner lors de son déplacement vers sa position finale.
Enfin, le ressort 29 de dent contre dent coopère avec la tige d'actionnement 28 qui est partiellement logée dans un évidement dans la partie arrière du noyau mobile 321 comme dans le cas de l'actionneur 20 de l'art antérieur. Le ressort 29 prend appui sur le noyau mobile 321 par le biais d'un anneau élastique 326, ce qui permet l'introduction du ressort 29 dans l'évidemment par la partie arrière du noyau mobile 321. Furthermore, the spring 16 of contact crushing bears on the piece 324 closing the opening 02, the other end of the spring 16 bearing on the contact plate 12 which is slidably mounted on the control rod 11 The control rod 11 passes through the closing piece 324 of the opening 02, which allows the movable core 321 to actuate it as it moves towards its final position. Finally, the spring 29 of tooth against tooth cooperates with the actuating rod 28 which is partially housed in a recess in the rear portion of the movable core 321 as in the case of the actuator 20 of the prior art. The spring 29 is supported on the movable core 321 by means of an elastic ring 326, which allows the introduction of the spring 29 in the recess by the rear portion of the movable core 321.
Le schéma électrique de la figure 2 est pareillement applicable au démarreur The circuit diagram of Figure 2 is similarly applicable to the starter
300. 300.
Toute la description du fonctionnement du démarreur 1 de l'art antérieur faite en référence aux figures 1 et 2 est applicable au démarreur 300, sauf pour ce qui concerne le fonctionnement propre au circuit magnétique de l'actionneur 320 qui a été expliqué plus haut. All the description of the operation of the starter 1 of the prior art with reference to Figures 1 and 2 is applicable to the starter 300, except for the operation specific to the magnetic circuit of the actuator 320 which has been explained above.
Comme indiqué, l'actionneur 320 comprend deux bobines, une bobine d'appel 25 et une bobine de maintien 24, comme dans le cas du démarreur 1 de l'art antérieur. Cela illustre que l'apport propre à l'invention peut être combiné aux mesures existants déjà dans l'art antérieur qui ont pour effet de limiter les difficultés de coordination du déplacement du lanceur 50 et de la fermeture du contact de puissance K. As indicated, the actuator 320 comprises two coils, a call coil 25 and a holding coil 24, as in the case of the starter 1 of the prior art. This illustrates that the contribution to the invention can be combined with existing measures already in the prior art which have the effect of limiting the difficulties of coordinating the movement of the launcher 50 and the closure of the power contact K.
La courbe 'e' de la figure 4 est une courbe caractéristique de l'actionneur à courant constant, à savoir un courant de 21 A se répartissant à travers les deux bobines 24, 25 et alimentées en courant continu de manière à ce que les ampères-tours générés par elles ont leurs contributions au flux magnétique qui s'additionnent (en valeur absolue). La courbe 'e' représente donc la force magnétique de déplacement du noyau mobile 321 en fonction de sa position lors de son déplacement de la position initiale jusqu'à la position finale . La position à l'abscisse 0 correspond à la position finale du noyau mobile 321 qui est montrée à la figure 9. Comme cela est visible sur la courbe 'e', la force magnétique de déplacement du noyau mobile atteint la force maximale FMAXI sur la portion '3' du déplacement du noyau mobile, puis reste en-deçà, au contraire du cas de l'actionneur de l'art antérieur de la figure 1 pour lequel la courbe 'c' montre que cette force croît continuellement jusqu'à la position finale du noyau mobile. The curve 'e' of FIG. 4 is a characteristic curve of the constant current actuator, namely a current of 21 A distributing across the two coils 24, 25 and supplied with direct current so that the amperes -Tours generated by them have their contributions to the magnetic flux that add up (in absolute value). The curve 'e' therefore represents the magnetic force of displacement of the movable core 321 as a function of its position during its displacement from the initial position to the final position. The position at the abscissa 0 corresponds to the final position of the movable core 321 which is shown in FIG. 9. As is visible on the curve 'e', the magnetic displacement force of the movable core reaches the maximum force F MAX I on the portion '3' of displacement of the movable core, then remains below, unlike the case of the actuator of the prior art of Figure 1 for which the curve 'c' shows that this force increases continuously up to at the final position of the mobile core.
A titre comparatif, la courbe 'el' est la courbe homologue de la courbe 'e', mais pour un courant constant de 28 A se répartissant à travers la bobine d'appel 25 et la bobine de maintien 24. En l'occurrence, ce courant de 28 A est le courant maximum pouvant se répartir entre la bobine d'appel 25 et la bobine de maintien 24 lorsqu'elles sont alimentées sous 12 V en courant continu et placées à une température de 120°C.
La courbe 'f de la figure 4 représente la force magnétique de déplacement du noyau mobile 321 en fonction de sa position lors de son déplacement de la position initiale jusqu'à la position finale lorsque seule la bobine de maintien 24 est alimentée. For comparison, the curve 'el' is the homologous curve of the curve 'e', but for a constant current of 28 A distributed through the call coil 25 and the holding coil 24. In this case, this current of 28 A is the maximum current that can be distributed between the call coil 25 and the hold coil 24 when supplied with 12 V DC and placed at a temperature of 120 ° C. The curve of FIG. 4 represents the magnetic displacement force of the movable core 321 as a function of its position as it moves from the initial position to the final position when only the holding coil 24 is energized.
Il est rappelé que sur les portions T et '2' et sur une grande partie de la portion '3' (c'est-à-dire jusqu'à la fermeture du contact de puissance K), les deux bobines 24, 25 sont alimentées, et c'est donc la courbe 'e' qui est applicable. Au contraire, sur une partie finale de la portion '3' (après fermeture du contact de puissance K) et sur la portion '4', c'est la courbe 'f qui est applicable. It is recalled that on the portions T and '2' and on a large part of the portion '3' (that is to say until the closing of the power contact K), the two coils 24, 25 are fed, and so the 'e' curve is applicable. On the contrary, on a final part of the portion '3' (after closure of the power contact K) and on the portion '4', it is the curve 'f which is applicable.
On notera, pour la courbe 'e' , que lorsque le noyau mobile 321 a dépassé la position où la force magnétique de déplacement est maximale, la force magnétique diminue, puis augmente à nouveau jusqu'à la position finale du noyau mobile tout en restant inférieur au maximum (noté FMAXI pour la courbe 'e'). Cette augmentation est la conséquence de la coopération magnétique entre l'épaulement 321c du noyau mobile 321 avec la culasse C comme expliqué plus haut. Cet effet est en outre accru dans ce mode de réalisation par le fait que la première ouverture 01 a une section tronconique 322b se rétrécissant dans le sens allant de l'extérieur vers l'intérieur de la culasse C. Pour la courbe 'f , on observe un phénomène similaire, c'est-à-dire que la force magnétique augmente jusqu'à un certain niveau (qui correspond à la position du noyau mobile 321 pour laquelle la courbe 'e' atteint le maximum FMAXI), puis décroît et enfin croît à nouveau sur la dernière portion du trajet et est maximale à la position finale. La valeur maximale atteinte par la courbe 'f en position finale reste cependant inférieure à la valeur maximale FMAXI atteinte par la courbe 'e' . Autrement dit, la valeur maximale atteinte par la force magnétique agissant sur le noyau mobile 321 est bien atteinte avant que le noyau mobile 321 n'arrive en position finale. L'allure de la courbe 'f ressemble a celle de la courbe 'e', mais sans s'en déduire par homothétie en raison des effets de saturation du circuit magnétique et des flux de fuites. Le circuit magnétique, ainsi que la ou les bobines sont définis pour que la courbe pour le courant de fonctionnement souhaité de la force magnétique de déplacement du noyau mobile par rapport à sa position sur son trajet de la position initiale jusqu'à la position finale soit calée pour être au-dessus de celle des forces antagonistes agissant sur le noyau mobile. Note for the curve 'e', that when the movable core 321 has exceeded the position where the magnetic displacement force is maximum, the magnetic force decreases, then increases again to the final position of the mobile core while remaining less than the maximum (noted F MAX I for the curve 'e'). This increase is the consequence of the magnetic cooperation between the shoulder 321c of the movable core 321 with the cylinder head C as explained above. This effect is further increased in this embodiment by the fact that the first opening 01 has a frustoconical section 322b narrowing in the direction from the outside to the inside of the cylinder head C. For the curve 'f, observe a similar phenomenon, that is to say that the magnetic force increases to a certain level (which corresponds to the position of the movable core 321 for which the curve 'e' reaches the maximum F MAX I), then decreases and finally increases again on the last portion of the path and is maximum at the final position. The maximum value reached by the curve 'f in the final position remains however less than the maximum value F MAX I reached by the curve' e '. In other words, the maximum value reached by the magnetic force acting on the movable core 321 is reached before the movable core 321 reaches the end position. The shape of the curve 'f resembles that of the curve' e ', but without deducing by homothety due to saturation effects of the magnetic circuit and leakage flows. The magnetic circuit and the coil or coils are defined so that the curve for the desired operating current of the moving magnetic force of the moving core relative to its position on its path from the initial position to the final position is wedged to be above that of the opposing forces acting on the moving core.
Il est préférable que la force magnétique de déplacement du noyau mobile 321 atteigne sa valeur maximale - FMAXI dans notre exemple - pour une position du noyau mobile 321 sur son trajet de la position initiale vers la position finale, qui corresponde à la position dans laquelle les forces antagonistes s'exerçant sur le noyau mobile 321 sont maximum. Néanmoins, cette position est quelque peu variable d'un cycle de démarrage à l'autre puisque les efforts antagonistes sont maximum dans la situation de
dent contre dent du pignon 51 avec la couronne 53 un peu après la fermeture du contact de puissance K, juste avant que la rotation du moteur électrique 40 permette l'engagement du pignon 51 dans la couronne 53 puisque ce dernier a pour effet de supprimer l'effet antagoniste du ressort 29 de dent contre dent. Généralement, les efforts antagonistes atteignent leur maximum pour une position du noyau mobile comprise entre sa position où il provoque la fermeture du contact de puissance K (position repérée par 'PK' sur la figure 4) et une position du noyau mobile (repérée par 'PM' sur la figure 4) qui est située au-delà de la précédente à une distance (repérée 'Di/2' sur la figure 4) égale à la moitié -voire seulement un tiers ou un quart - de la distance (repérée 'D' sur la figure 4) séparant la position 'PF' de la position finale du noyau mobile. De ce fait, il est préférable que la force magnétique de déplacement du noyau mobile 321 atteigne sa valeur maximale FMAXI dans la position 'PM' OU éventuellement entre la position 'PM' et position 'PK' (comme cela est illustré par la Figure 4). It is preferable that the magnetic displacement force of the movable core 321 reaches its maximum value - F MAX I in our example - for a position of the movable core 321 on its path from the initial position to the final position, which corresponds to the position in which the antagonistic forces acting on the mobile core 321 are maximum. Nevertheless, this position is somewhat variable from one start-up cycle to the other since the antagonistic efforts are maximum in the situation of tooth against tooth pinion 51 with the ring 53 shortly after closing the power contact K, just before the rotation of the electric motor 40 allows the engagement of the pinion 51 in the ring 53 since the latter has the effect of suppressing the antagonistic effect of the spring 29 from tooth to tooth. Generally, the antagonistic forces reach their maximum for a position of the movable core lying between its position where it causes the closing of the power contact K (position marked by 'P K ' in FIG. 4) and a position of the movable core (identified by 'P M ' in Figure 4) which is located beyond the previous one at a distance (marked 'Di / 2 ' in Figure 4) equal to half - even only a third or a quarter - of the distance ( marked 'D' in Figure 4) separating the position 'P F ' of the final position of the movable core. Therefore, it is preferable that the magnetic displacement force of the movable core 321 reaches its maximum value F MAX I in the position 'P M ' OR possibly between the position 'P M ' and position 'P K ' (as is illustrated in Figure 4).
Cependant, la courbe de la force magnétique de déplacement du noyau mobile en fonction de sa position ne se déduit pas généralement par une simple translation ou homothétie par rapport à la courbe de l'effort antagoniste s'exerçant sur le noyau mobile, mais peut avoir une allure sensiblement différente comme cela est visible de la figure 4. De ce fait, il peut être avantageux que la force magnétique de déplacement du noyau mobile 321 atteigne sa valeur maximale FMAXI avant la position 'PK' (comme cela est illustré par la Figure 4). C'est particulièrement le cas lorsque la courbe de la force magnétique de déplacement du noyau mobile présente des variations moins importantes que la courbe des forces antagonistes sur la portion allant de la position initiale jusqu'à la position 'Ρκ' . En effet, cela permet de positionner la courbe caractéristique de la force magnétique de déplacement du noyau mobile en fonction de sa position (la courbe 'e' dans notre exemple) au-dessus de la courbe de l'effort antagoniste s'exerçant sur lui (la courbe 'a' dans notre exemple) en adoptant un courant nominal constant correspondant à cette courbe qui est inférieur à celui qu'il faudrait à cette fin si la force magnétique maximale était atteinte à la position 'PM' OU à la position 'Ρκ', du noyau mobile 321. De plus, cela contribue à limiter le choc et la vitesse du noyau mobile 321 sur la portion '4' de son déplacement dans la mesure où la force magnétique de déplacement du noyau mobile a déjà diminuée à la fin de la portion '3' . However, the curve of the magnetic force displacing the mobile core as a function of its position is not generally deduced by a simple translation or homothety with respect to the curve of the antagonistic force exerted on the mobile core, but may have a substantially different pace as can be seen in FIG. 4. As a result, it may be advantageous for the magnetic displacement force of the movable core 321 to reach its maximum value F MAX I before the position 'P K ' (as illustrated in Figure 4). This is particularly the case when the curve of the moving magnetic force of the moving core has less significant variations than the curve of the opposing forces on the portion from the initial position to the 'Ρκ' position. In fact, this makes it possible to position the characteristic curve of the magnetic force of displacement of the mobile core as a function of its position (the curve 'e' in our example) above the curve of the antagonistic force exerted on it. (the curve 'a' in our example) by adopting a constant nominal current corresponding to this curve which is lower than that which would be necessary for this purpose if the maximum magnetic force was reached at the position 'P M ' OR at the position 'Ρκ', the movable core 321. In addition, this helps to limit the impact and the speed of the movable core 321 on the portion '4' of its displacement insofar as the magnetic force displacement of the mobile core has already decreased to the end of the '3' portion.
En résumé, il est donc préférable que la force magnétique de déplacement du noyau mobile atteigne sa valeur maximale à une position du noyau mobile qui est avant la position 'PM', voire même avant la position 'Ρκ', lors de son trajet de la position initiale vers la position finale. Cette même considération est applicable
mutadis mutandis pour ce qui concerne la position du noyau mobile pour laquelle la dérivée de la perméance du circuit magnétique par rapport à la position du noyau mobile, atteigne sa valeur maximale dans la mesure où il s'agit de la même position. In summary, it is therefore preferable that the magnetic displacement force of the movable core reaches its maximum value at a position of the movable core which is before the position 'P M ', or even before the position 'Ρκ', during its journey from the initial position towards the final position. This same consideration is applicable mutadis mutandis as regards the position of the movable core for which the derivative of the permeance of the magnetic circuit with respect to the position of the movable core reaches its maximum value insofar as it is the same position.
Selon un aspect particulièrement remarquable et préféré de l'invention, Γ actionneur peut être mis en œuvre avec une culasse dépourvue de fer en face de la partie frontale du noyau mobile, comme cela a été décrit en relation avec les figures 5 à 9 : cf. la deuxième ouverture 02. Cela va à l'encontre de la démarche classique de l'homme du métier dans la conception des actionneurs électromagnétiques pour contacteur de démarreur et du préjugé technique selon lequel la culasse doit comporter une telle partie de fer (cf. le noyau fixe 23 de l'art antérieur de la figure 1) en face de la partie frontale du noyau mobile pour procurer un niveau de force magnétique suffisant. Ce préjugé technique était d'autant plus ancré que les contraintes sur la conception d'un démarreur de moteur thermique pour véhicule automobile sont importantes comme nous l'avons mentionné au début de la description, en particulier en terme d'encombrement. Or, la demanderesse a déterminé qu'un actionneur conforme à cet aspect de l'invention peut effectivement être mis en œuvre dans le même encombrement que celui utilisé dans l'art antérieur et donc utilisé pour se substituer à ce dernier dans un même démarreur. En particulier, un actionneur conforme à cet aspect de l'invention peut être mis en œuvre avec une culasse ayant un diamètre extérieur inférieur ou égal à 54 mm, ce qui est le cas du mode de réalisation des figures 8 et 9 lequel est basé sur l'art antérieur de la figure 1 en substituant son actionneur 20 par Γ actionneur 320 selon l'invention. D'ailleurs, il est particulièrement remarquable que l'invention permette non seulement de respecter le même encombrement que dans le cas de l'art antérieur, mais permette encore de le faire avec un courant inférieur pour le fonctionnement de Γ actionneur : cf. figure 4, notamment la courbe e) selon l'invention qui est à 21 A par rapport à la courbe c) selon l'art antérieur qui est à 30,5 A. According to a particularly remarkable and preferred aspect of the invention, the actuator can be implemented with an iron-free yoke in front of the front part of the movable core, as has been described with reference to FIGS. 5 to 9: cf. . the second opening 02. This goes against the conventional approach of the skilled person in the design of electromagnetic actuators for starter contactor and the technical prejudice according to which the cylinder head must include such a part of iron (see fixed core 23 of the prior art of Figure 1) opposite the front portion of the movable core to provide a sufficient magnetic force level. This technical bias was all the more entrenched that the constraints on the design of a motor vehicle engine starter are important as we mentioned at the beginning of the description, particularly in terms of size. However, the Applicant has determined that an actuator according to this aspect of the invention can effectively be implemented in the same size as that used in the prior art and therefore used to replace the latter in the same starter. In particular, an actuator according to this aspect of the invention may be implemented with a cylinder head having an outside diameter less than or equal to 54 mm, which is the case of the embodiment of FIGS. 8 and 9 which is based on the prior art of FIG. 1 by substituting its actuator 20 by an actuator 320 according to the invention. Moreover, it is particularly remarkable that the invention not only makes it possible to respect the same bulk as in the case of the prior art, but also allows it to be done with a lower current for the operation of the actuator: cf. FIG. 4, in particular the curve e) according to the invention, which is at 21 A with respect to curve c) according to the prior art which is at 30.5 A.
Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples et au mode de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art. Par exemple, le ressort 26 de rappel de noyau mobile et le ressort 29 de dent contre dent peuvent être disposés en différents endroits. Ils peuvent même ne pas faire partie de Γ actionneur, et donc être disposés en un autre endroit du démarreur pour agir sur d'autres pièces de celui-ci tout en fournissant le même effet : ils peuvent par exemple agir directement sur le levier 60 et le lanceur 50. Le jeu de coupure 61 peut aussi être mis en œuvre ailleurs dans le démarreur qu'au niveau du pivot du levier 28.
Plus généralement, l'actionneur selon l'invention et le contacteur électromagnétique qui l'incorpore peuvent être mis en œuvre dans des démarreurs ayant une structure différente de celle illustrée par les figures 8 et 9. Ils peuvent être mis en œuvre dans tout type de démarreur à lanceur coulissant, voire d'autres technologies de démarreur. Of course, the present invention is not limited to the examples and to the embodiment described and shown, but it is capable of numerous variants accessible to those skilled in the art. For example, the movable core return spring 26 and the tooth-to-tooth spring 29 may be arranged in different places. They may not even be part of the actuator, and therefore be arranged in another place of the starter to act on other parts of it while providing the same effect: they can for example act directly on the lever 60 and the launcher 50. The breaking clearance 61 can also be implemented elsewhere in the starter than at the pivot of the lever 28. More generally, the actuator according to the invention and the electromagnetic contactor which incorporates it can be implemented in starters having a structure different from that illustrated in FIGS. 8 and 9. They can be implemented in any type of starter with sliding starter or other starter technologies.
Enfin, l'on comprendra de la description qui précède que, selon un aspect particulièrement intéressant, l'invention propose un contacteur électromagnétique pour démarreur de moteur thermique, notamment pour véhicule automobile, comprenant : Finally, it will be understood from the foregoing description that, according to a particularly advantageous aspect, the invention proposes an electromagnetic contactor for a heat engine starter, in particular for a motor vehicle, comprising:
un actionneur électromagnétique ; et an electromagnetic actuator; and
- un contact électrique de puissance destiné à alimenter le moteur électrique du démarreur ; an electrical power contact intended to supply the electric motor of the starter;
l'actionneur comprenant: the actuator comprising:
au moins une bobine pour créer un champ magnétique lorsqu'elle est alimentée électriquement ; et at least one coil for creating a magnetic field when electrically powered; and
- un circuit magnétique pour circuler au travers de celui-ci un flux magnétique engendré par le champ magnétique créé par la bobine, lequel circuit magnétique comprend : a magnetic circuit for circulating therethrough a magnetic flux generated by the magnetic field created by the coil, which magnetic circuit comprises:
o une culasse ; et o a cylinder head; and
o un noyau mobile depuis une position initiale jusqu'à une position finale, le noyau mobile actionnant le contact électrique de puissance lorsque le noyau mobile se déplace de la position initiale vers la position finale ; a core movable from an initial position to a final position, the movable core actuating the electrical power contact as the movable core moves from the initial position to the end position;
dans lequel, lorsque le contacteur est alimenté à sa tension de fonctionnement, le champ magnétique de ladite au moins une bobine crée une force magnétique agissant sur le noyau mobile pour le déplacer de la position initiale jusqu'à la position finale, ladite force atteignant une valeur maximale pour une position du noyau mobile qui est située entre la position initiale et la position finale tandis que ladite force est inférieure à ladite valeur maximale lorsque le noyau mobile est dans la position finale. wherein, when the contactor is powered to its operating voltage, the magnetic field of the at least one coil creates a magnetic force acting on the movable core to move it from the initial position to the end position, said force reaching a maximum value for a position of the movable core which is located between the initial position and the final position while said force is lower than said maximum value when the movable core is in the final position.
Comme indiqué plus haut, il est avantageux que ladite force atteigne sa valeur maximale à une position du noyau mobile qui est avant la position 'PM', voire même avant la position 'Ρκ', lors de son trajet de la position initiale vers la position finale. Par ailleurs, l'invention propose aussi un démarreur de moteur thermique, notamment pour véhicule automobile, comprenant un contacteur tel que défini précédemment. As indicated above, it is advantageous for said force to reach its maximum value at a position of the movable core which is before the position 'P M ', or even before the position 'Ρκ', during its journey from the initial position to the position final position. Furthermore, the invention also proposes a thermal engine starter, in particular for a motor vehicle, comprising a contactor as defined above.
L'on comprendra aussi que, selon un autre aspect particulièrement intéressant, l'invention propose un actionneur électromagnétique pour démarreur de moteur thermique, notamment pour véhicule automobile, comprenant :
au moins une bobine pour créer un champ magnétique lorsqu'elle est alimentée électriquement ; et It will also be understood that, according to another particularly interesting aspect, the invention proposes an electromagnetic actuator for a thermal engine starter, in particular for a motor vehicle, comprising: at least one coil for creating a magnetic field when electrically powered; and
un circuit magnétique pour circuler au travers de celui-ci un flux magnétique engendré par le champ magnétique créé par la bobine, lequel circuit magnétique comprend : a magnetic circuit for circulating therethrough a magnetic flux generated by the magnetic field created by the coil, which magnetic circuit comprises:
o une culasse ; et o a cylinder head; and
o un noyau mobile depuis une position initiale jusqu'à une position finale ; a mobile core from an initial position to a final position;
dans lequel : in which :
- le champ magnétique de la bobine crée une force magnétique agissant sur le noyau mobile pour le déplacer de la position initiale jusqu'à la position finale, the magnetic field of the coil creates a magnetic force acting on the movable core to move it from the initial position to the final position,
la culasse présente une première ouverture et une deuxième ouverture, le noyau mobile se déplaçant de la position initiale jusqu'à la position finale en plongeant dans la culasse par la première ouverture vers la deuxième ouverture ; et the cylinder head has a first opening and a second opening, the movable core moving from the initial position to the final position by dipping into the cylinder head through the first opening to the second opening; and
la deuxième ouverture présente une section supérieure ou égale à la section de la partie frontale du noyau mobile pour que la culasse soit dépourvue de fer en face de la partie frontale du noyau mobile lorsque le noyau mobile se déplace vers la deuxième ouverture. the second opening has a section greater than or equal to the section of the front portion of the movable core so that the cylinder head is free of iron in front of the front portion of the movable core when the movable core moves to the second opening.
L'on comprendra encore que, selon un autre aspect particulièrement intéressant, l'invention propose un actionneur électromagnétique pour démarreur de moteur thermique, notamment pour véhicule automobile, comprenant : It will be further understood that, according to another particularly interesting aspect, the invention proposes an electromagnetic actuator for a thermal engine starter, in particular for a motor vehicle, comprising:
au moins une bobine pour créer un champ magnétique lorsqu'elle est alimentée électriquement ; et at least one coil for creating a magnetic field when electrically powered; and
un circuit magnétique pour circuler au travers de celui-ci un flux magnétique engendré par le champ magnétique créé par la bobine, lequel circuit magnétique comprend : a magnetic circuit for circulating therethrough a magnetic flux generated by the magnetic field created by the coil, which magnetic circuit comprises:
o une culasse ; et o a cylinder head; and
o un noyau mobile depuis une position initiale jusqu'à une position finale ; a mobile core from an initial position to a final position;
dans lequel : in which :
le champ magnétique de la bobine crée une force magnétique agissant sur le noyau mobile pour le déplacer de la position initiale jusqu'à la position finale, et the magnetic field of the coil creates a magnetic force acting on the movable core to move it from the initial position to the final position, and
le circuit magnétique est agencé pour que la force magnétique agissant sur le noyau mobile pour le déplacer de la position initiale jusqu'à la position
finale, soit fournie à plus de 50% - et plus préférentiellement à plus de 75% et encore plus avantageusement à plus de 90 % - par les contraintes électromagnétiques tangentielles à la surface du noyau mobile, quel que soit la position du noyau mobile sur son trajet de la position initiale à la position finale. the magnetic circuit is arranged so that the magnetic force acting on the movable core to move it from the initial position to the position final, is provided at more than 50% - and more preferably at more than 75% and even more advantageously at more than 90% - by the tangential electromagnetic constraints on the surface of the mobile core, whatever the position of the mobile core on its path from initial position to end position.
Bien entendu, l'invention porte aussi sur un contacteur électromagnétique pour démarreur de moteur thermique, notamment pour véhicule automobile, comprenant un actionneur selon ces aspects de l'invention, ainsi qu'un démarreur de moteur thermique, notamment pour véhicule automobile, comprenant un tel contacteur. Suivant des modes de réalisation préférés, ils peuvent présenter tout ou partie des caractéristiques mentionnées dans la description générale ou encore dans la description des modes de réalisation décrits en relation avec les figures.
Of course, the invention also relates to an electromagnetic contactor for a thermal engine starter, in particular for a motor vehicle, comprising an actuator according to these aspects of the invention, as well as a thermal engine starter, in particular for a motor vehicle, comprising a such contactor. According to preferred embodiments, they may have all or some of the features mentioned in the general description or in the description of the embodiments described with reference to the figures.
Claims
1. Actionneur électromagnétique pour démarreur de moteur thermique, comprenant : An electromagnetic actuator for a thermal engine starter, comprising:
au moins une bobine (24 ; 25) pour créer un champ magnétique lorsqu'elle est alimentée électriquement ; et at least one coil (24; 25) for creating a magnetic field when electrically energized; and
un circuit magnétique pour circuler au travers de celui-ci un flux magnétique engendré par le champ magnétique créé par la bobine, lequel circuit magnétique comprend : a magnetic circuit for circulating therethrough a magnetic flux generated by the magnetic field created by the coil, which magnetic circuit comprises:
o une culasse (C) ; et a cylinder head (C); and
o un noyau mobile (121 ; 221 ;321) depuis une position initiale jusqu'à une position finale ; a movable core (121; 221; 321) from an initial position to a final position;
dans lequel : in which :
le champ magnétique de la bobine crée une force magnétique agissant sur le noyau mobile pour le déplacer de la position initiale jusqu'à la position finale, et the magnetic field of the coil creates a magnetic force acting on the movable core to move it from the initial position to the final position, and
la culasse et le noyau mobile présentent chacun au moins une saillance (Se, Snm ; Sel, Snml ; Sc2 ; Snm2), la saillance de la culasse formant une ouverture, the yoke and the movable core each have at least one saliency (Se, Snm, Salt, Snml, Sc2, Snm2), the saliency of the cylinder head forming an opening,
et dans lequel : and wherein:
la saillance du noyau mobile en position initiale est en-dehors de l'ouverture, the saliency of the mobile core in the initial position is outside the opening,
la saillance du noyau mobile pénètre dans l'ouverture lorsque le noyau mobile se déplace depuis la position initiale jusqu'à la position finale, et la saillance du noyau mobile reste en position de pénétration dans l'ouverture lorsque le noyau mobile est en position finale. the saliency of the movable core enters the opening as the movable core moves from the initial position to the end position, and the saliency of the movable core remains in the penetrating position in the opening when the movable core is in the final position .
2. Actionneur selon la revendication 1, dans lequel la culasse présente une première ouverture (01), le noyau mobile se déplaçant de la position initiale jusqu'à la position finale en plongeant dans la culasse par la première ouverture. 2. An actuator according to claim 1, wherein the yoke has a first opening (01), the movable core moving from the initial position to the final position by dipping into the cylinder head by the first opening.
3. Actionneur selon la revendication 2, dans lequel : Actuator according to claim 2, wherein:
la culasse présente une deuxième ouverture (02), le noyau mobile se déplaçant de la position initiale jusqu'à la position finale en plongeant dans la culasse par la première ouverture (01) vers la deuxième ouverture ; et le noyau mobile présente une partie frontale formant une dite saillance (Snml) du noyau mobile,
dans lequel : the cylinder head has a second opening (02), the movable core moving from the initial position to the final position by dipping into the cylinder head through the first opening (01) to the second opening; and the mobile core has a front part forming a so-called saliency (Snml) of the mobile core, in which :
la partie frontale du noyau mobile en position initiale est en-dehors de la deuxième ouverture (02), the front part of the mobile core in the initial position is outside the second opening (02),
la partie frontale du noyau mobile pénètre dans la deuxième ouverture (02) lorsque le noyau mobile se déplace depuis la position initiale jusqu'à la position finale, et the front part of the movable core enters the second opening (02) when the movable core moves from the initial position to the end position, and
la partie frontale du noyau mobile reste en position de pénétration dans la deuxième ouverture (02) lorsque le noyau mobile est en position finale. the front portion of the movable core remains in the penetrating position in the second opening (02) when the movable core is in the final position.
4. Actionneur selon la revendication 3, dans lequel la deuxième ouverture (02) présente une section supérieure ou égale à la section de la partie frontale du noyau mobile pour que la culasse soit dépourvu de fer en face de la partie frontale du noyau mobile lorsque le noyau mobile se déplace vers la deuxième ouverture. 4. An actuator according to claim 3, wherein the second opening (02) has a section greater than or equal to the section of the front portion of the movable core so that the yoke is free of iron opposite the front portion of the movable core when the moving core moves to the second opening.
5. Actionneur selon la revendication 3 ou 4, comprenant une butée (324 ; 325) magnétiquement neutre agencée dans la deuxième ouverture (02) de la culasse (C) pour arrêter le noyau mobile dans la position finale correspondant à une pénétration partielle du noyau mobile dans la deuxième ouverture (02). 5. An actuator according to claim 3 or 4, comprising a stop (324; 325) magnetically neutral arranged in the second opening (02) of the yoke (C) to stop the movable core in the final position corresponding to a partial penetration of the core mobile in the second opening (02).
6. Actionneur selon la revendication 7, dans lequel la butée est apte à amortir le choc du noyau mobile contre elle. 6. Actuator according to claim 7, wherein the stop is capable of damping the impact of the movable core against it.
7. Actionneur selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, dans lequel une dite saillance (Snm2) du noyau mobile est agencée en saillie par rapport à la surface d'enveloppe du noyau mobile qui lui est contigue du côté vers la partie frontale du noyau mobile, dans lequel : 7. Actuator according to any one of claims 2 to 6, wherein a said saliency (Snm2) of the movable core is arranged projecting relative to the envelope surface of the movable core which is contiguous to the side towards the front mobile core, wherein:
ladite saillance du noyau mobile en position initiale est en-dehors de la première ouverture (01), said saliency of the mobile core in initial position is outside the first opening (01),
ladite saillance du noyau mobile pénètre dans la première ouverture (01) lorsque le noyau mobile se déplace depuis la position initiale jusqu'à la position finale, et said saliency of the movable core enters the first opening (01) when the movable core moves from the initial position to the end position, and
ladite saillance du noyau mobile reste en position de pénétration dans la première ouverture (01) lorsque le noyau mobile est en position finale. said saliency of the movable core remains in the penetrating position in the first opening (01) when the movable core is in the final position.
8. Actionneur selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, dans lequel le noyau mobile présente un épaulement (321c) en matériau ferromagnétique à la partie arrière du noyau mobile (321) lequel épaulement est à l'extérieur de la culasse (C) et
fait face à une partie de fer de la culasse autour de la première ouverture (01) au moins sur une portion finale du déplacement du noyau mobile lorsqu'il plonge dans la culasse. 8. An actuator according to any one of claims 2 to 7, wherein the movable core has a shoulder (321c) of ferromagnetic material to the rear portion of the movable core (321) which shoulder is outside the cylinder head (C ) and faces an iron part of the cylinder head around the first opening (01) at least on a final portion of the displacement of the movable core when it plunges into the cylinder head.
9. Actionneur selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, dans lequel la première ouverture (01) présente une section tronconique (322a) se rétrécissant dans le sens allant de l'extérieur vers l'intérieur de la culasse. 9. An actuator according to any one of claims 2 to 8, wherein the first opening (01) has a frustoconical section (322a) narrowing in the direction from the outside to the inside of the cylinder head.
10. Actionneur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, comprenant : - des moyens de rappel élastique (26) pour solliciter élastiquement le noyau mobile vers la position initiale ; 10. Actuator according to any one of claims 1 to 9, comprising: resilient return means (26) for elastically biasing the movable core towards the initial position;
une tige d'actionnement (28) destinée à coopérer avec un dispositif d'accouplement (50) du démarreur pour accoupler le moteur électrique (40) du démarreur avec le moteur thermique, an actuating rod (28) for cooperating with a coupling device (50) of the starter for coupling the electric motor (40) of the starter with the heat engine,
- des moyens de liaison élastique (29) pour relier élastiquement la tige d'actionnement au noyau mobile ; elastic connection means (29) for elastically connecting the actuating rod to the movable core;
dans lequel les moyens de rappel élastique (26) présente une raideur inférieure à celle des moyens de liaison élastique (29). wherein the elastic return means (26) has a lower stiffness than the elastic connection means (29).
11. Contacteur électromagnétique (310) pour démarreur de moteur thermique, comprenant : An electromagnetic contactor (310) for a thermal engine starter, comprising:
un actionneur électromagnétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 ; et an electromagnetic actuator according to any one of claims 1 to 10; and
un contact électrique de puissance (K) destiné à alimenter le moteur électrique (40) du démarreur ; an electrical power contact (K) for supplying the starter motor (40);
dans lequel le noyau mobile de Γ actionneur actionne le contact électrique de puissance lorsque le noyau mobile se déplace de la position initiale vers la position finale. wherein the movable core of the actuator actuates the electrical power contact as the movable core moves from the initial position to the end position.
12. Démarreur (300) pour moteur thermique de véhicule automobile, comprenant : 12. Starter (300) for a motor vehicle engine, comprising:
un contacteur électromagnétique selon la revendication 11 ; an electromagnetic contactor according to claim 11;
un moteur électrique (40) ; et an electric motor (40); and
un dispositif d'accouplement (50) actionnable mécaniquement pour accoupler le moteur électrique au moteur thermique lorsqu'il est actionné mécaniquement ;
dans lequel le noyau mobile (321) de l'actionneur (320) du contacteur électromagnétique (310) actionne mécaniquement le dispositif d'accouplement (50) lorsque le noyau mobile se déplace de la position initiale vers la position finale. a coupling device (50) operable mechanically to couple the electric motor to the engine when mechanically actuated; wherein the movable core (321) of the electromagnetic contactor actuator (320) (310) mechanically actuates the coupling device (50) as the movable core moves from the initial position to the end position.
13. Démarreur selon la revendication 12, dans lequel le dispositif d'accouplement comprend un lanceur coulissant (50) destiné à venir en prise avec une couronne dentée (53) couplée au moteur thermique, le démarreur comprenant en outre : The starter according to claim 12, wherein the coupling device comprises a slider (50) for engaging a ring gear (53) coupled to the engine, the starter further comprising:
des moyens de rappel élastique (26) pour solliciter élastiquement le noyau mobile de l'actionneur vers la position initiale ; et elastic return means (26) for elastically biasing the movable core of the actuator towards the initial position; and
des moyens élastiques (29) pour permettre au noyau mobile de l'actionneur de continuer à se déplacer vers la position finale au cas où le lanceur coulissant (50) bute contre une dent de la couronne dentée (53). resilient means (29) for allowing the movable core of the actuator to continue to move to the final position in the event that the slider (50) abuts against a tooth of the ring gear (53).
14. Démarreur selon la revendication 12 ou 13, dans lequel le noyau mobile de l'actionneur du contacteur électromagnétique est arrêté en position finale par équilibrage de la force magnétique agissant sur le noyau mobile pour le déplacer avec les efforts antagonistes sollicitant le noyau mobile vers la position initiale.
14. A starter according to claim 12 or 13, wherein the movable core of the actuator of the electromagnetic contactor is stopped in the final position by balancing the magnetic force acting on the movable core to move it with the opposing forces seeking the mobile core to the initial position.
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