WO2017134387A1 - Sorties de bobines etant connectees sur un pont de connexion electrique par soudure a ultrasons - Google Patents

Sorties de bobines etant connectees sur un pont de connexion electrique par soudure a ultrasons Download PDF

Info

Publication number
WO2017134387A1
WO2017134387A1 PCT/FR2017/050228 FR2017050228W WO2017134387A1 WO 2017134387 A1 WO2017134387 A1 WO 2017134387A1 FR 2017050228 W FR2017050228 W FR 2017050228W WO 2017134387 A1 WO2017134387 A1 WO 2017134387A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
flat
electric motor
motor according
electrical connection
welded
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR2017/050228
Other languages
English (en)
Inventor
Eric Vernay
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Original Assignee
Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Equipements Electriques Moteur SAS filed Critical Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Publication of WO2017134387A1 publication Critical patent/WO2017134387A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K23/00—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
    • H02K23/66—Structural association with auxiliary electric devices influencing the characteristic of, or controlling, the machine, e.g. with impedances or switches
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/52—Fastening salient pole windings or connections thereto
    • H02K3/521—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only
    • H02K3/522—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only for generally annular cores with salient poles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K13/00—Structural associations of current collectors with motors or generators, e.g. brush mounting plates or connections to windings; Disposition of current collectors in motors or generators; Arrangements for improving commutation
    • H02K13/10—Arrangements of brushes or commutators specially adapted for improving commutation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2203/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the windings
    • H02K2203/09—Machines characterised by wiring elements other than wires, e.g. bus rings, for connecting the winding terminations
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/28—Layout of windings or of connections between windings

Definitions

  • the present invention relates to a motor vehicle starter with coil outputs connected to an electrical connection bridge by ultrasonic welding.
  • a brush holder comprises brushes mounted sliding inside open cages on the side of a manifold of the electrical collector. Elastic means, such as springs urge the brushes against the collector blades.
  • the braids of the brushes are electrically connected to the positive output terminal of the contactor via an electrical connection bridge.
  • the bridge is also connected to electrical coil outputs.
  • the bridge and the coil outlets have a flat shape and are welded by an ultrasonic method of moving one of the two parts relative to the other which is held fixed. Pressure applied perpendicularly to the contact plane of the parts will cause, by friction, the fusion assembly of the two parts without adding material.
  • there were significant variations in the tensile strength of the ultrasonic welds in a weld lot tested for pull-out, tearing was found to be below the threshold required to withstand vibration, including identified 109 and 140 Newtons tearing. There is therefore a risk of desoldering between the bridge and the braid of the brushes. This is explained in particular by variations in the hardness of the materials or the level of wear of the welding device.
  • the invention aims at increasing the mechanical strength of the welds to guarantee an optimum quality of welding irrespective of the variation of the abovementioned parameters by proposing an electric motor for a motor vehicle, in particular for a starter, characterized in that it comprises:
  • each of the two inductor coils having a flat-shaped output electrically connected to said electrical connection bridge
  • a welded portion comprising a part of the flat part of said electrical connection bridge and a part of the coil exit flat part welded together, these two parts of the flats each comprising a welded contact face,
  • said welded portion has, on a face opposite to the welded contact face of one of the two flats, a hollow having a height of at least 20% of a thickness of the flat in which said hollow is made.
  • the presence of the hollow at the welded portion corresponds to the presence of a boss on the opposite side which allows to focus the energy at the weld to increase the holding.
  • the invention therefore makes it possible to increase a pull-out strength.
  • the average resistance to tearing of the welds of the flats comprising a boss before welding was 280 Newtons against an average of 180 N when the welds of the two aluminum flats were made without boss.
  • the average resistance to tearing of the welds of the flats comprising a boss before ultrasound welding was 220 Newtons against an average of 140 N when the welds of the two aluminum flats were made without boss according to the welds the invention.
  • said welded portion comprises traces of resistance of the flats during ultrasonic welding such that the ultrasound has been oriented parallel to the two faces in welded contact of each of the two flats.
  • said welded portion comprises traces of holding flats during ultrasonic welding on the two opposite faces of welded contact faces of each of the two flats. This implies that the weld was performed by ultrasound vibrating the flats in a direction parallel to the faces in welded contact.
  • each face opposite to the welded contact face of each flat has a striated imprint. These impressions come from the held flats during the ultrasonic welding process.
  • said welded portion comprises ultrasonic welding traces such that the ultrasound has been oriented parallel to the two faces in welded contact of each of the two flats. According to one embodiment, said welded portion comprises ultrasonic welding traces such that the vibrations due to ultrasound have been oriented parallel to the two faces in welded contact of each of the two flats.
  • said hollow has a height of between 25% and 60% of the thickness of the flat in which said hollow is made.
  • said hollow has a height of between 25% and 40% of the thickness of the flat in which said hollow is formed.
  • each flat has a thickness of between 1 and 3 mm.
  • the flat surface of the coil outlets has a thickness of the order of 1 .2 mm.
  • the flat part of the electrical connection bridge has a thickness of the order of 2.6 mm.
  • said hollow extends only in said welded portion.
  • said recess extends beyond said welded portion.
  • said hollow has a shape of sphere portion.
  • said hollow has a cylindrical portion shape.
  • said electrical connection bridge and said outputs of the conductive coils are made of aluminum.
  • the invention also relates to a motor vehicle engine starter characterized in that it comprises an electric motor as previously defined.
  • Figure 1 is a longitudinal sectional view of a motor vehicle engine starter according to the present invention
  • FIG. 2 represents a perspective view of a brush holder according to the invention belonging to the starter of FIG. 2;
  • FIG. 3 shows the assembly formed by the inductor coils, the electrical connection bridges and the brushes of positive polarity;
  • FIG. 4 is a representation of the circuit diagram for mounting the inductor coils in the starter according to the present invention
  • Figure 5a shows a front view of a coil exit flat surface having a spherical boss and a back view showing the shape of the corresponding hollow
  • Figure 5b shows a welded portion between the coil flat of Figure 5a and a flat of a corresponding bridge showing the shape of the visible hollow after the welding operation of the two parts;
  • FIG. 6a shows a front view of a coil exit flat surface comprising an elongated boss and a back view showing the shape of the corresponding recess;
  • Figure 6b shows a welded portion between the coil flat of Figure 6a and a flat of a corresponding bridge showing the shape of the visible hollow after the welding operation of the two parts
  • Fig. 7 is a schematic representation of an ultrasonic welding machine for assuring assembly between an inductor coil output and an electrical connection bridge.
  • the starter 1 1 comprises in particular a drive shaft 12, a launcher 13 mounted on the drive shaft 12, and an electric motor 15 composed of an inductor stator 16 and an armature rotor 17 integral with a shaft 18.
  • the motor 15 comprises a carcass 21 mounted on a support 22 of the starter 1 1 intended to be fixed on a fixed part of the motor vehicle.
  • An epicyclic gear type speed reducer 23 is preferably interposed between a rear end of the drive shaft 12 and the shaft 18 of the electric motor 15.
  • the starter 1 1 also comprises an electromagnetic contactor 25 having a tank metal 28 equipped with a set of excitation coils 29a, 29b.
  • Terminals 31, 32 are shaped to each form a fixed contact inside the tank 28.
  • One of the terminals 31 is intended to be connected to the positive terminal of the vehicle battery.
  • the other terminal 32, called positive output terminal is connected to the stator winding of the stator 16 and the brushes 35 of positive polarity, as is explained in more detail below.
  • the brushes 35 rub on conductive blades 38 of a manifold 39 to feed the rotor winding.
  • the brushes 35 belong to a brush holder 42 equipped with cages 43 for guiding and receiving the brushes 35.
  • These brushes 35 are biased towards the conductive blades 38 by resilient means 44 of the spring type.
  • a bearing 45 of the rear flange serves for rotatably mounting one end of the shaft 18 of the electric motor 15.
  • a mobile core 48 is attracted by magnetic attraction towards a fixed core 49 of the contactor 25 to, firstly, act after catching a game on a rod 50 carrying a movable contact 51 to cause the closing of the contacts 31, 32 of the contactor 25 and power the electric motor 15, and secondly, actuate a control lever 52 acting on the launcher 13.
  • the upper end of the lever 52 is mounted in a known manner to articulation on a movable rod 55 elastically connected to the movable core 48 via a spring 56, said spring tooth against tooth, housed in the movable core 48.
  • the launcher 13 can thus move from a rest position in which a drive pinion 60 is located away from the starting ring of the heat engine to an active position in which the drive pinion 60 cooperates with the starter ring. of the engine.
  • the drive shaft 12 then transmits a torque from the electric motor 15 to the drive pinion 60 through a pinion body 61, via a freewheel device 62.
  • the pinion body 61 When the launcher 13 is in an active position, the pinion body 61 is driven, via the freewheel device 62, by a driver 65.
  • the pinion body 61 is mounted on the drive shaft by via two pads 68, 69 of annular shape.
  • the pinion body 61 is rotatably mounted in a front bearing 70 of the support 22.
  • This bearing 70 is constituted for example by a ball bearing or alternatively by a needle bearing, or a plain bearing.
  • a spring 71 biases the drive sprocket 60 towards an axial stop 72.
  • the spring 71 will be compressed so that the pinion 60 moves back in the event of an impact of the pinion 60 with the starter ring.
  • FIG. 2 is a detailed view of the X-axis brush holder 42 comprising a substantially annular support plate 75 on which is fixed the set of stands 43 each serving as a housing for a brush 35.
  • the support plate 75 and the cages 43 that it carries are fixed on the flange forming the rear bearing 45 for the shaft 18 of the electric motor 15.
  • the central part of the plate 75 has an opening 78 through which the assembly that it forms with the cages 43 and the brushes 35 is mounted around the shaft 18 of the electric motor 15.
  • Each blade 35 is slidably mounted inside a cage 43, which is open on the X-axis side to allow the brushes 35 to be brought into electrical contact with the blades 38 of the manifold 39.
  • One of the side walls has an indentation to allow the passage of the arm of a corresponding spring 44.
  • Each spring 44 is in this case mounted around a holding system 87 formed by a pin extending axially with respect to the axis X.
  • a set of inductive electrical coils B1-B4 of the stator 16 is electrically connected between the positive output terminal 32 of the contactor and the brushes 35.
  • the set of coils comprises two halves assemblies connected in parallel, each half assembly comprising coils B1 and B2, B3 and B4 connected in series.
  • the outputs of the coils B1 and B3 corresponding to the ends of the coil wires are electrically connected to the positive output terminal 32 of the contactor 25 via the bridge 91.
  • the outputs Sb of the coils B2 and B4 are electrically connected to the brushes 35 via the bridge 92.
  • the bridges 91, 92 are constituted by an electrical conductor having a shape that is curved so as to extend along a circumference of the support plate 75.
  • number of coils is here equal to four, but may be adapted depending on the application.
  • the number of positive brushes is equal to two in FIGS. 2 and 4, and to four in FIG. 3. This number of brushes 35 can be adapted according to the application.
  • said outputs Sb and said bridges 91, 92 comprise a flat shape referenced respectively 960 and 961.
  • At least the outputs Sb and the bridges 91, 92 are made of aluminum.
  • all the coils B1-B4 is made of aluminum.
  • a boss 94, 94 ' is made on a part of the flat part 960, 961 of one of the parts intended to be welded with a corresponding part of the flat part 960, 961 of the other part.
  • the deformation 94, 94 ' can be achieved by an embossing process.
  • the boss 94 may have a sphere shape, which reveals a hollow 95 of shape corresponding on the opposite side.
  • the boss 94 ' may have an elongated shape of cylinder portion, which reveals a hollow 95' of corresponding shape on the opposite side. Any other shape, for example of rectangular or triangular section, may be considered.
  • a boss 94, 94 ' made in the flat 960 of a coil output Sb.
  • the boss 94, 94 ' can be made in the flat 961 of the corresponding bridge 91, 92.
  • the boss 94, 94 ' has a height L1 of at least 20% of the thickness L2 of the flat measured in a direction D1 perpendicular to the plane in which the flat 960 extends.
  • the boss 94, 94' has a height L1 between 25% and 60% of the thickness of the corresponding flat 960. This height L1 is for example between 25% and 40% of the thickness of the flat 960 corresponding.
  • Each flat 960, 961 may have a thickness L2 without the boss between 1 and 3mmm.
  • the flat 960 of the coil outputs Sb has a thickness L2 of the order of 1 .2 mm; while the flat surface 961 of the electric bridges 91, 92 has a thickness L2 of the order of 2.6 mm.
  • the weld is produced by a high frequency displacement of the upper part (for example the coil output Sb) by a sonotrode 100 on the fixed lower part (for example the bridge 91, 92). maintained by an anvil 101.
  • the portion of the flat portion 961 of the bridge 91, 92 and the portion of the flat portion 960 of the coil outputs Sb intended to be soldered together each comprise a contact face referenced 970 for the coil output Sb and 971 for the corresponding face of the 91, 92.
  • the boss 94 or 94 ' is positioned on the side of the contact faces 970, 971.
  • the boss 94, 94 ' may be carried by the contact face of the movable upper part (the coil output Sb in Figure 7).
  • the two members 100, 101 include ridges 105 which respectively allow gripping and holding the lower piece for the anvil 101 and to drive the upper part in the longitudinal movement of the sonotrode 100.
  • This longitudinal movement has a direction D2 parallel to the contact faces 970, 971 of the two flats 960, 961.
  • a pressure P applied perpendicular to the contact faces 970, 971 makes it possible, by friction, to cause the fusion assembly of the two parts in contact without the addition of material.
  • the presence of the boss 94, 94 allows to focus the energy at the weld to increase the hold.
  • the positioning of the two flats 960, 961 may be performed in such a way that the two flats 960, 961 have elongation directions D3 and D4 substantially perpendicular to each other (see FIG. 5b).
  • the two welded portions of the flats 960, 961 each comprise a welded contact face 970, 971 which is not visible because of the overlap between these two faces 970, 971.
  • Only the hollow 95, 95 'corresponding to the boss 94, 94' is visible and is positioned on the face opposite to the welded contact face 970 or 971 of one of the flats.
  • the hollow 95, 95 ' has dimensions corresponding to those of the boss 94, 94'.
  • the hollow 95, 95 ' has a height L3 corresponding to the height L1 of the boss 94, 94' described above.
  • the hollow 95, 95 ' may extend only in the welded portion 107 as is the case for the hollow 95 having a shape of sphere portion (see Figure 5b).
  • each face opposite to the welded contact face 970 or 971 of each flat portion 960, 961 has a serrated imprint 108 due to the deformation applied by the striations during the welding operation.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)

Abstract

Moteur électrique pour un démarreur de véhicule automobile comprenant: - au moins deux balais de polarité positive, - au moins un pont de connexion électrique (91, 92) en forme de méplat (961) connectant aux balais positifs, - au moins deux bobines inductrices, chacune des bobines comportant une sortie (Sb) en forme de méplat (960) reliée électriquement audit pont de connexion électrique (91, 92), - une portion soudée (107) entre une partie du méplat (961) dudit pont de connexion électrique (91, 92) et une partie du méplat (960) de sortie de bobine (Sb), - ladite portion soudée (107) présente, sur une face opposée à la face de contact soudée (970, 971), un creux (95) ayant une hauteur (L3) d'au moins 20% d'une épaisseur du méplat (960, 961) dans lequel est réalisé ledit creux (95).

Description

SORTIES DE BOBINES ETANT CONNECTEES SUR UN PONT DE CONNEXION ELECTRIQUE PAR SOUDURE A ULTRASONS
La présente invention porte sur un démarreur de véhicule automobile muni de sorties de bobines connectées sur un pont de connexion électrique par soudure à ultrasons.
De façon connue en soi, un porte-balais comporte des balais montés coulissant à l'intérieur de cages ouvertes du côté d'un collecteur du collecteur électrique. Des moyens élastiques, tels que des ressorts sollicitent les balais contre les lames du collecteur.
Les tresses des balais sont reliées électriquement à la borne de sortie positive du contacteur via un pont de connexion électrique. En outre, le pont est également connecté à des sorties de bobines électriques. Afin de réaliser la connexion entre ces deux éléments, le pont et les sorties de bobine présentent une forme en méplat et sont soudés par un procédé par ultrasons consistant à mettre en mouvement une des deux pièces par rapport à l'autre qui est maintenue fixe. Une pression appliquée perpendiculairement au plan de contact des pièces va provoquer, par frottement, l'assemblage par fusion des deux pièces sans apport de matériau. Toutefois, on a observé des variations importantes de la tenue à l'arrachement des soudures par ultrasons, dans un lot de soudure testé à l'arrachement, il a été identifié des arrachements en dessous du seuil requis pour résister aux vibrations, notamment il a été identifié des arrachements à 109 et 140 Newtons. Il existe donc un risque de dessoudage entre le pont et la tresse des balais. Cela s'explique notamment par des variations de la dureté des matériaux ou encore le niveau d'usure du dispositif de soudage.
L'invention vise à augmenter la tenue mécanqiue des soudures garantir une qualité optimale de soudure quelle que soit la variation des paramètres précités en proposant un moteur électrique pour véhicule automobile, notamment pour un démarreur, caractérisé en ce qu'il comprend:
- des balais de polarité positive, - au moins un pont de connexion électrique en forme de méplat connectant au moins deux balais de polarité positif,
- au moins deux bobines inductrices, chacune des deux bobines inductrices comportant une sortie en forme de méplat reliée électriquement audit pont de connexion électrique,
- une portion soudée comportant une partie du méplat dudit pont de connexion électrique et une partie du méplat de sortie de bobine soudées ensemble, ces deux parties des méplats comportant chacune une face de contact soudée,
- et en ce que ladite portion soudée présente, sur une face opposée à la face de contact soudée d'un des deux méplats, un creux ayant une hauteur d'au moins 20% d'une épaisseur du méplat dans lequel est réalisé ledit creux.
La présence du creux au niveau de la portion soudée correspond à la présence d'un bossage du côté opposé qui permet de focaliser l'énergie au niveau de la soudure pour en augmenter la tenue. L'invention permet donc d'augmenter une tenue à l'arrachement. En effet, lors d'un test, avec une même machine à soudure à ultrason soudant deux méplats en aluminium, la moyenne de tenue à l'arrachement des soudures des méplats comprenant un bossage avant soudure a été de 280 Newtons contre une moyenne de 180 N lorsque les soudures des deux méplats en aluminium ont été réalisées sans bossage. Selon un autre test, la moyenne de tenue à l'arrachement des soudures des méplats comprenant un bossage avant soudure à ultrason a été de 220 Newtons contre une moyenne de 140 N lorsque les soudures des deux méplats en aluminium ont été réalisées sans bossage selon les soudures l'invention. De plus on a remarqué une disparité des valeurs de tenue à l'arrachement des soudures moins grande avec bossage que sans bossage.
Selon une réalisation, ladite portion soudée comprend des traces de tenue des méplats lors des soudures à ultrasons telles que les ultrasons ont été orientés parallèlement aux deux faces en contact soudées de chacun des deux méplats.
Selon une réalisation, ladite portion soudée comprend des traces de tenue des méplats lors des soudures à ultrasons sur les deux faces opposés des faces en contact soudées de chacun des deux méplats. Cela implique que la soudure a été réalisée par ultrason en vibrant les méplats dans une direction parallèle aux faces en contact soudées. Selon un exemple de soudure à ultrason, Selon une réalisation, chaque face opposée à la face de contact soudée de chaque méplat présente une empreinte striée. Ces empreintes proviennent du tenu des méplats lors du procédé de soudage à ultrason.
Selon une réalisation, ladite portion soudée comprend des traces de soudure à ultrasons telles que les ultrasons ont été orientés parallèlement aux deux faces en contact soudées de chacun des deux méplats. Selon une réalisation, ladite portion soudée comprend des traces de soudure à ultrasons telles que les vibrations dues aux ultrasons ont été orientés parallèlement aux deux faces en contact soudées de chacun des deux méplats.
Selon une réalisation, ledit creux présente une hauteur comprise entre 25% et 60% de l'épaisseur du méplat dans lequel est réalisé ledit creux.
Selon une réalisation, ledit creux présente une hauteur comprise entre 25% et 40% de l'épaisseur du méplat dans lequel est réalisé ledit creux.
Selon une réalisation, chaque méplat présente une épaisseur comprise entre 1 et 3 mmm. Selon une réalisation, le méplat des sorties de bobine présente une épaisseur de l'ordre de 1 .2mm.
Selon une réalisation, le méplat du pont de connexion électrique présente une épaisseur de l'ordre de 2.6mm.
Selon une réalisation, ledit creux s'étend uniquement dans ladite portion soudée.
Selon une réalisation, ledit creux s'étend au-delà de ladite portion soudée. Selon une réalisation, ledit creux présente une forme de portion de sphère. Selon une réalisation, ledit creux présente une forme de portion cylindrique. Selon une réalisation, ledit pont de connexion électrique et lesdites sorties des bobines conductrices sont réalisées en aluminium.
L'invention a également pour objet un démarreur de moteur thermique pour véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comporte un moteur électrique tel que précédemment défini.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention.
La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un démarreur de moteur thermique de véhicule automobile selon la présente invention;
La figure 2 représente une vue en perspective d'un porte-balais selon l'invention appartenant au démarreur de la figure 2;
La figure 3 montre l'ensemble formé par les bobines inductrices, les ponts de connexion électrique ainsi que les balais de polarité positive; La figure 4 est une représentation du schéma électrique de montage des bobines inductrices dans le démarreur selon la présente invention;
La figure 5a représente une vue de face d'un méplat de sortie de bobine comportant un bossage en forme de sphère ainsi qu'une vue de dos faisant apparaître la forme du creux correspondant; La figure 5b représente une portion soudée entre le méplat de bobine de la figure 5a et un méplat d'un pont correspondant faisant apparaître la forme du creux visible après l'opération de soudage des deux pièces;
La figure 6a représente une vue de face d'un méplat de sortie de bobine comportant un bossage de forme allongé ainsi qu'une vue de dos faisant apparaître la forme du creux correspondant;
La figure 6b représente une portion soudée entre le méplat de bobine de la figure 6a et un méplat d'un pont correspondant faisant apparaître la forme du creux visible après l'opération de soudage des deux pièces; La figure 7 est une représentation schématique d'une machine de soudage par ultrasons permettant d'assurer l'assemblage entre une sortie de bobine inductrice et un pont de connexion électrique.
Les éléments identiques, similaires, ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre.
En référence à la figure 1 , le démarreur 1 1 selon l'invention comporte notamment un arbre d'entraînement 12, un lanceur 13 monté sur l'arbre d'entraînement 12, et un moteur électrique 15 composé d'un stator inducteur 16 et d'un rotor induit 17 solidaire d'un arbre 18. Le moteur 15 comporte une carcasse 21 montée sur un support 22 du démarreur 1 1 destiné à être fixé sur une partie fixe du véhicule automobile.
Un réducteur de vitesse 23 à engrenages de type train épicycloïdal est de préférence intercalé entre une extrémité arrière de l'arbre d'entraînement 12 et l'arbre 18 du moteur électrique 15. Le démarreur 1 1 comporte également un contacteur électromagnétique 25 ayant une cuve métallique 28 équipée d'un jeu de bobines d'excitation 29a, 29b. Des bornes 31 , 32 sont conformées pour former chacune un contact fixe à l'intérieur de la cuve 28. L'une des bornes 31 est destinée à être reliée à la borne positive de la batterie du véhicule. L'autre borne 32, dite borne de sortie positive, est connectée au bobinage inducteur du stator 16 et aux balais 35 de polarités positives, comme cela est expliqué plus en détails ci- après.
Ces balais 35 frottent sur des lames conductrices 38 d'un collecteur 39 pour alimenter le bobinage rotorique. Les balais 35 appartiennent à un porte- balais 42 équipé de cages 43 de guidage et de réception des balais 35. Ces balais 35 sont sollicités en direction des lames conductrices 38 par des moyens élastiques 44 de type ressort. Un palier 45 du flasque arrière sert au montage à rotation d'une extrémité de l'arbre 18 du moteur électrique 15.
De manière connue, lors de l'excitation de la bobine d'appel 29a, un noyau mobile 48 est attiré par attraction magnétique en direction d'un noyau fixe 49 du contacteur 25 pour, d'une part, agir après rattrapage d'un jeu sur une tige 50 portant un contact mobile 51 pour provoquer la fermeture des contacts 31 , 32 du contacteur 25 et alimenter le moteur électrique 15, et d'autre part, actionner un levier de commande 52 agissant sur le lanceur 13. L'extrémité supérieure du levier 52 est montée de manière connue à articulation sur une tige mobile 55 reliée élastiquement au noyau mobile 48 via un ressort 56, dit ressort dent contre dent, logé dans le noyau mobile 48.
Le lanceur 13 peut ainsi passer d'une position de repos dans laquelle un pignon d'entraînement 60 est situé à distance de la couronne de démarrage du moteur thermique à une position active dans laquelle le pignon d'entraînement 60 coopère avec la couronne de démarrage du moteur thermique. L'arbre d'entraînement 12 transmet alors un couple issu du moteur électrique 15 au pignon d'entraînement 60 par le biais d'un corps de pignon 61 , via un dispositif à roue libre 62.
Lorsque le lanceur 13 est dans une position active, le corps de pignon 61 est entraîné, via le dispositif à roue libre 62, par un entraîneur 65. A cet effet, le corps de pignon 61 est monté sur l'arbre d'entraînement par l'intermédiaire de deux coussinets 68, 69 de forme annulaire. Le corps de pignon 61 est monté rotatif dans un palier avant 70 du support 22. Ce palier 70 est constitué à titre d'exemple par un roulement à billes ou en variante par un roulement à aiguilles, ou un palier lisse.
Un ressort 71 sollicite le pignon d'entraînement 60 en direction d'une butée axiale 72. Le ressort 71 sera compressé en sorte que le pignon 60 recule en cas de choc du pignon 60 avec la couronne de démarrage.
La figure 2 est une vue détaillée du porte-balais 42 d'axe X comportant une platine de support 75 de forme sensiblement annulaire sur laquelle est fixé l'ensemble des cages 43 servant chacune de logement à un balai 35.
La platine de support 75 et les cages 43 qu'elle porte viennent se fixer sur le flasque formant le palier arrière 45 pour l'arbre 18 du moteur électrique 15. En outre, la partie centrale de la platine 75 comporte une ouverture 78 par laquelle l'ensemble qu'elle forme avec les cages 43 et les balais 35 est monté autour de l'arbre 18 du moteur électrique 15. Chaque balai 35 est monté à coulissement à l'intérieur d'une cage 43, laquelle est ouverte du côté de l'axe X pour permettre la mise en contact électrique des balais 35 avec les lames 38 du collecteur 39. Une des parois latérales présente une échancrure pour autoriser le passage du bras d'un ressort 44 correspondant. Chaque ressort 44 est en l'occurrence monté autour d'un système de maintien 87 formé par un pion s'étendant axialement par rapport à l'axe X.
Comme cela est bien visible sur les figures 3 et 4, un ensemble de bobines électriques inductrices B1 -B4 du stator 16 est monté électriquement entre la borne de sortie positive 32 du contacteur et les balais 35. L'ensemble de bobines comprend deux demi-ensembles montés en parallèle, chaque demi- ensemble comportant des bobines B1 et B2, B3 et B4 montées en série. Les sorties des bobines B1 et B3 correspondant aux extrémités des fils de bobine sont reliées électriquement à la borne de sortie positive 32 du contacteur 25 via le pont 91 . Les sorties Sb des bobines B2 et B4 sont reliées électriquement aux balais 35 via le pont 92. Les ponts 91 , 92 sont constitués par un conducteur électrique ayant une forme courbée de manière à s'étendre suivant une circonférence de la platine support 75. Le nombre de bobines est ici égal à quatre, mais pourra être adapté en fonction de l'application. Le nombre de balais 35 positifs est égal à deux en figures 2 et 4, et à quatre en figure 3. Ce nombre de balais 35 pourra être adapté en fonction de l'application.
Afin de faciliter la réalisation des soudures entre chaque sortie Sb de bobine et le pont 91 , 92, lesdites sorties Sb et lesdits ponts 91 , 92 comportent une forme de méplat référencée respectivement 960 et 961 . Au moins les sorties Sb ainsi que les ponts 91 , 92 sont réalisées en aluminium. En variante, l'ensemble des bobines B1 -B4 est réalisé en aluminium. En outre, on réalise un bossage 94, 94' sur une partie du méplat 960, 961 d'une des pièces destinée à être soudée avec une partie correspondante du méplat 960, 961 de l'autre pièce. La déformation 94, 94' pourra être réalisé par un procédé d'embossage.
Comme cela est représenté sur la figure 5a, le bossage 94 pourra présenter une forme de sphère, ce qui laisse apparaître un creux 95 de forme correspondante du côté opposé. En variante, comme cela est représenté sur la figure 6a, le bossage 94' pourra présenter une forme allongée de portion de cylindre, ce qui laisse apparaître un creux 95' de forme correspondante du côté opposé. Toute autre forme, par exemple de section rectangulaire ou triangulaire, pourra être envisagée. Sur les figures 5a et 6a, on a représenté un bossage 94, 94' réalisé dans le méplat 960 d'une sortie de bobine Sb. Alternativement, le bossage 94, 94' pourra être réalisé dans le méplat 961 du pont correspondant 91 , 92.
Le bossage 94, 94' présente une hauteur L1 d'au moins 20% de l'épaisseur L2 du méplat mesurée suivant une direction D1 perpendiculaire au plan dans lequel s'étend le méplat 960. Le bossage 94, 94' a une hauteur L1 comprise entre 25% et 60% de l'épaisseur du méplat 960 correspondant. Cette hauteur L1 est par exemple comprise entre 25% et 40% de l'épaisseur du méplat 960 correspondant. Chaque méplat 960, 961 pourra présenter une épaisseur L2 sans le bossage comprise entre 1 et 3mmm. Dans un exemple de réalisation, le méplat 960 des sorties de bobines Sb présente une épaisseur L2 de l'ordre de 1 .2mm; tandis que le méplat 961 des ponts électriques 91 , 92 présente une épaisseur L2 de l'ordre de 2.6mm.
Comme cela est visible sur la figure 7, la soudure est réalisée par un déplacement à haute fréquence de la pièce supérieure (par exemple la sortie de bobine Sb) par une sonotrode 100 sur la pièce inférieure fixe (par exemple le pont 91 , 92) maintenue par une enclume 101 . Bien entendu, il serait possible d'inverser le positionnement des deux pièces l'une par rapport à l'autre. Plus précisément, la partie du méplat 961 du pont 91 , 92 et la partie du méplat 960 des sorties de bobine Sb destinées à être soudées ensemble comportent chacune une face de contact référencée 970 pour la sortie de bobine Sb et 971 pour la face correspondante du pont 91 , 92. Le bossage 94 ou 94' est positionné du côté des faces de contact 970, 971 . Le bossage 94, 94' pourra être porté par la face de contact de la pièce supérieure mobile (la sortie de bobine Sb sur la figure 7).
Les deux organes 100, 101 comportent des stries 105 qui permettent respectivement d'agripper et de maintenir la pièce inférieure pour l'enclume 101 et d'entraîner la pièce supérieure dans le mouvement longitudinal de la sonotrode 100. Ce mouvement longitudinal présente une direction D2 parallèle aux faces de contact 970, 971 des deux méplats 960, 961 . Une pression P appliquée perpendiculairement aux faces de contact 970, 971 permet de provoquer, par frottement, l'assemblage par fusion des deux pièces en contact sans apport de matériau. La présence du bossage 94, 94' permet de focaliser l'énergie au niveau de la soudure pour en augmenter la tenue. Le positionnement des deux méplats 960, 961 pourra être effectué de telle façon que les deux méplats 960, 961 présentent des directions d'allongement D3 et D4 sensiblement perpendiculaires l'une par rapport à l'autre (cf. figure 5b).
Sur le produit fini, on observe ainsi la présence d'une portion soudée 107 montrée en figures 5b et 6b comportant une partie du méplat 961 du pont 91 , 92 et une partie du méplat 960 de la sortie de bobine Sb soudées ensemble. Les deux parties soudées des méplats 960, 961 comportent chacune une face de contact 970, 971 soudée qui n'est pas visible du fait du chevauchement entre ces deux faces 970, 971 . Seul le creux 95, 95' correspondant au bossage 94, 94' est visible et est positionné sur la face opposée à la face de contact soudée 970 ou 971 d'un des méplats. Le creux 95, 95' présente des dimensions correspondantes à celles du bossage 94, 94'. En particulier, le creux 95, 95' présente une hauteur L3 correspondant à la hauteur L1 du bossage 94, 94' précédemment décrite.
Le creux 95, 95' pourra s'étendre uniquement dans la portion soudée 107 comme cela est le cas pour le creux 95 ayant une forme de portion de sphère (cf. figure 5b). En variante, le creux 95, 95' s'étend au-delà de la portion soudée 107, comme cela est le cas pour le creux allongé 95' (cf. figure 6b).
En outre, chaque face opposée à la face de contact soudée 970 ou 971 de chaque méplat 960, 961 présente une empreinte striée 108 due à la déformation appliquée par les stries lors de l'opération de soudage.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Moteur électrique pour véhicule automobile, notamment pour un démarreur, caractérisé en ce qu'il comprend:
- des balais (35) de polarité positive,
- au moins un pont de connexion électrique (91 , 92) en forme de méplat (961 ) connectant au moins deux balais de polarité positif,
- au moins deux bobines inductrices (B1 -B4), chacune des deux bobines inductrices comportant une sortie (Sb) en forme de méplat (960) reliée électriquement audit pont de connexion électrique (91 , 92),
- une portion soudée (107) comportant une partie du méplat (961 ) dudit pont de connexion électrique (91 , 92) et une partie du méplat (960) de sortie de bobine (Sb) soudées ensemble, ces deux parties des méplats (960, 961 ) comportant chacune une face de contact soudée (970, 971 ),
- et en ce que ladite portion soudée (107) présente, sur une face opposée à la face de contact soudée (970, 971 ) d'un des deux méplats (960,
961 ), un creux (95, 95') ayant une hauteur (L3) d'au moins 20% d'une épaisseur du méplat (960, 961 ) dans lequel est réalisé ledit creux (95, 95').
2. Moteur électrique selon la revendication 1 , caractérisé en ce que chaque face opposée à la face de contact soudée (970, 971 ) de chaque méplat (960, 961 ) présente une empreinte striée (108).
3. Moteur électrique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit creux (95, 95') présente une hauteur (L3) comprise entre 25% et 60% de l'épaisseur (L2) du méplat (960, 961 ) dans lequel est réalisé ledit creux (95, 95').
4. Moteur électrique selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit creux (95, 95') présente une hauteur (L3) comprise entre 25% et 40% de l'épaisseur (L2) du méplat (960, 961 ) dans lequel est réalisé ledit creux (95, 95').
5. Moteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque méplat (960, 961 ) présente une épaisseur (L2) comprise entre 1 et 3 mmm.
6. Moteur électrique selon la revendication 5, caractérisé en ce que le méplat (960) des sorties de bobine (Sb) présente une épaisseur de l'ordre de 1 .2mm.
7. Moteur électrique selon la revendication 5, caractérisé en ce que le méplat du pont de connexion électrique (91 , 92) présente une épaisseur de l'ordre de 2.6mm.
8. Moteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit creux (95, 95') s'étend uniquement dans ladite portion soudée (107).
9. Moteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit creux (95, 95') s'étend au-delà de ladite portion soudée (107).
10. Moteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit creux (95) présente une forme de portion de sphère.
1 1 . Moteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit creux (95') présente une forme de portion de cylindrique.
12. Moteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 1 , caractérisé en ce que ladite portion soudée (107) comprend des traces de soudure à ultrasons telles que les ultrasons ont été orientés parallèlement aux deux faces en contact soudées (970, 971 ) de chacun des deux méplats (960, 961 ).
13. Moteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que ledit pont de connexion électrique (91 , 92) et lesdites sorties (Sb) des bobines conductrices sont réalisées en aluminium.
14. Démarreur de moteur thermique pour véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comporte un moteur électrique tel que défini selon l'une quelconque des revendications précédentes.
PCT/FR2017/050228 2016-02-05 2017-02-02 Sorties de bobines etant connectees sur un pont de connexion electrique par soudure a ultrasons Ceased WO2017134387A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1650937 2016-02-05
FR1650937A FR3047618B1 (fr) 2016-02-05 2016-02-05 Demarreur de vehicule automobile muni de sorties de bobines connectees sur un pont de connexion electrique par soudure a ultrasons

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017134387A1 true WO2017134387A1 (fr) 2017-08-10

Family

ID=55863006

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2017/050228 Ceased WO2017134387A1 (fr) 2016-02-05 2017-02-02 Sorties de bobines etant connectees sur un pont de connexion electrique par soudure a ultrasons

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3047618B1 (fr)
WO (1) WO2017134387A1 (fr)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6208058B1 (en) * 1999-07-15 2001-03-27 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Automotive alternator
US20090200888A1 (en) * 2008-02-13 2009-08-13 Hitachi, Ltd. Rotating Electric Apparatus and Method for Connecting Stator Coils Thereof
DE102008041688A1 (de) * 2008-08-29 2010-03-04 Robert Bosch Gmbh Elektrische Maschine
WO2013001236A2 (fr) * 2011-06-30 2013-01-03 Valeo Equipements Electriques Moteur Systeme de protection d'echauffement pour une machine electrique tournante, notamment un demarreur
DE102012217670A1 (de) * 2012-09-27 2014-03-27 Robert Bosch Gmbh Spulenträger mit Barriereelement

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6208058B1 (en) * 1999-07-15 2001-03-27 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Automotive alternator
US20090200888A1 (en) * 2008-02-13 2009-08-13 Hitachi, Ltd. Rotating Electric Apparatus and Method for Connecting Stator Coils Thereof
DE102008041688A1 (de) * 2008-08-29 2010-03-04 Robert Bosch Gmbh Elektrische Maschine
WO2013001236A2 (fr) * 2011-06-30 2013-01-03 Valeo Equipements Electriques Moteur Systeme de protection d'echauffement pour une machine electrique tournante, notamment un demarreur
DE102012217670A1 (de) * 2012-09-27 2014-03-27 Robert Bosch Gmbh Spulenträger mit Barriereelement

Also Published As

Publication number Publication date
FR3047618A1 (fr) 2017-08-11
FR3047618B1 (fr) 2018-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2901527B1 (fr) Balai de machine electrique et porte-balais correspondant
WO2006082306A1 (fr) Dispositif de commande d’un demarreur de moteur thermique, notamment de vehicule automobile et demarreur comportant un tel dispositif
EP3072218A1 (fr) Démarreur de véhicule automobile de faible puissance a taille optimisée
EP2901528A1 (fr) Cage a balai pour porte-balai de machine electrique et porte-balais correspondant
FR3047618A1 (fr) Demarreur de vehicule automobile muni de sorties de bobines connectees sur un pont de connexion electrique par soudure a ultrasons
EP3314711B1 (fr) Démarreur de véhicule automobile muni d'un système de protection thermique
WO2009138624A2 (fr) Dispositif de demarrage pour moteur a combustion interne
WO2017178759A1 (fr) Demarreur pour moteur thermique de vehicule automobile muni d'une couronne de reducteur apte a s'auto-centrer
EP3443217B1 (fr) Démarreur pour moteur thermique de véhicule automobile muni de plots d'amortissement à forme optimisée
FR3049985B1 (fr) Demarreur pour moteur thermique de vehicule automobile muni d'une plaque de base comportant une surepaisseur
EP3440339B1 (fr) Démarreur pour moteur thermique de véhicule automobile muni d'une plaque de base à configuration optimisée
FR2897992A1 (fr) Dispositif d'assemblage pour moteur electrique.
FR3049983B1 (fr) Demarreur pour moteur thermique de vehicule automobile muni d'un element de maintien precontraint
FR3048733A1 (fr) Demarreur de vehicule automobile muni d'une protection thermique amelioree
WO2017174952A1 (fr) Demarreur pour moteur thermique de vehicule automobile muni d'une roue libre amelioree
FR3079268A1 (fr) Demarreur de moteur thermique muni d'une butee d'arret amelioree
FR3004496A1 (fr) Couronne munie d'un insert pour reducteur de vitesse d'un demarreur de moteur thermique et ensemble reducteur de vitesse correspondant.
FR3118279A1 (fr) Contacteur electromagnetique de puissance pour un demarreur
FR3083640A1 (fr) Contacteur electromagnetique de puissance muni d'une bobine realisee en aluminium
FR3065336A1 (fr) Demarreur de moteur thermique muni d'une piece de maintien d'arbre d'induit
FR3065337A1 (fr) Demarreur de moteur thermique a calage axial d'arbre d'induit ameliore
FR3078552A1 (fr) Demarrreur pour moteur thermique de vehicule automobile muni d'une couronne de reducteur configuree pour amortir les chocs
EP1938442A1 (fr) Assemblage d'une tresse de balai avec le capot metallique d'une machine electrique tournante et machine electrique tournante comportant un tel assemblage
WO2016193580A1 (fr) Démarreur de véhicule automobile muni d'un organe de protection thermique
WO2016030634A1 (fr) Contacteur electromagnetique de puissance muni d'au moins une bobine a fil electrique lubrifie

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17707616

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17707616

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1