REALISATION D'UN DEMARREUR POUR

VEHICULE AUTOMOBILE

La présente invention se rapporte au domaine des démarreurs pour véhicule automobile. L'invention concerne un dispositif porte-balais et un embout équipant des porte-balais inclus dans un tel dispositif porte- balais.

De manière classique, un dispositif porte-balais de démarreur automobile est monté sur l'arbre rotor du démarreur de manière à coopérer avec un collecteur électrique solidaire de l'arbre rotor.

Dans les dispositifs porte-balais pour démarreur de véhicule, il est connu d'augmenter le nombre de balais pour des démarreurs de forte puissance, afin de réduire la résistance de contact électrique ou pour limiter l'usure individuelle des balais et prolonger ainsi la durée de vie du démarreur. Habituellement, les balais, généralement en nombre pair, sont logés dans des porte-balais respectifs qui sont disposés sur une platine support de balais du dispositif porte-balais. Avec l'augmentation du nombre des balais, se pose alors le problème des connexions électriques de ces balais respectivement, d'une part, au circuit d'alimentation du rotor (pour les balais de polarité positive par exemple), et, d'autre part, à la masse du véhicule (pour les balais de polarité négative par exemple). En effet, l'espace dévolu à ces éléments étant réduit au minimum, il importe tout d'abord que l'isolation électrique, entre eux, des balais de polarités différentes soit optimale, ainsi que l'isolation électrique de chacun des balais avec son environnement, de manière à éviter les risques de court- circuit et une génération intempestive d'arcs électriques. Ce point est d'autant plus important que de tels balais sont souvent, typiquement pour des raisons de répartition d'usure, disposés sur la platine support de balais en alternant leurs polarités. Il importe également que la connexion électrique de chacun des balais permette le passage de courants éventuellement élevés, aussi bien pour améliorer les performances du démarreur que pour en diminuer réchauffement et en augmenter la durée de vie. On utilise généralement pour réaliser ces connexions des tresses, des cordons ou des anneaux ou secteurs d'anneaux de cuivre.

Classiquement, les balais sont chacun placés dans un porte- balai fixé sur une face de la platine support de balais, et la partie centrale de cette dernière comporte un orifice par lequel l'ensemble formé de cette platine, des porte-balais et des balais est monté autour de l'arbre rotor du démarreur. Par convention, on désignera dans tout ce qui suit par face avant la face de la platine support de balais sur laquelle sont fixés les porte-balais, et par face arrière la face opposée de cette platine. Dans certains cas, la platine support de balais, classiquement un disque, comporte un ensemble d'orifices traversants et comporte, en sa face arrière, un logement d'accueil d'une tresse, d'un anneau ou d'un secteur d'anneau de cuivre auquel les balais sont individuellement reliés électriquement et qui permet de relier électriquement entre eux tout ou partie des balais de même polarité. On réalise ainsi un ou plusieurs ponts électriques inter-balais, ce qui simplifie la connexion des balais ainsi électriquement reliés entre eux avec le circuit électrique correspondant. Un tel agencement se traduit toutefois par une certaine complexité dans la réalisation de la platine support de balais, ce qui en augmente le coût. Il induit également un encombrement supplémentaire en face arrière de cette platine, ce qui peut être incompatible avec des contraintes spécifiques d'encombrement dans l'espace dévolu au démarreur, qui est de plus en plus réduit sur les véhicules automobiles.

L'invention a pour but de proposer un dispositif permettant de mettre en place de tels ponts inter-balais de manière simple, peu coûteuse, et applicable quelle que soit la configuration du démarreur et de la platine support de balais pour atteindre une standardisation génératrice d'économies supplémentaires dans la fabrication des dispositifs porte- balais. Selon un premier aspect, l'invention a pour objet un dispositif porte-balais pour démarreur de véhicule automobile comportant une platine supportant un ensemble de porte-balais. Conformément à l'invention, chacun des porte-balais accueille, en son extrémité externe opposée à son extrémité par laquelle un balai qu'il accueille est mis en contact électrique avec un collecteur, un embout réalisé dans un matériau diélectrique et comportant des moyens de maintien d'un élément conducteur destiné à relier électriquement le balai avec au moins un balai distinct, de polarité similaire, reçu dans un porte-balai analogue fixé distant sur la platine.

Cet embout remplit une fonction d'obturation d'une extrémité du porte-balai correspondant qui est fixé sur une platine support de balais.

Les moyens de maintien sont avantageusement disposés de telle manière que le pont inter-balais se trouve du même côté de la platine support de balais que celui sur lequel sont fixés les porte-balais, c'est-à- dire, pour reprendre la dénomination évoquée plus haut, du côté de la face avant de cette platine. En outre, ces moyens de maintien sont avantageusement configurés, selon l'invention, pour tenir le pont interbalais au moins en sa partie la plus proche du bord extérieur de la platine support de balais.

Par convention, on désignera dans ce qui suit par "inférieure" la partie du pont inter-balais la plus proche de la platine support de balais et des balais, et par "supérieure" la partie de ce pont la plus éloignée de ladite platine et desdits balais. De même, pour plus de clarté, l'invention sera décrite dans ce qui suit dans un de ses modes de réalisation préférés, mais non limitatif, dans lequel la platine support de balais se présente classiquement sous la forme d'un disque.

Il est à noter que, en particulier dans ce cas, le pont inter-balais peut se présenter sous la forme d'un anneau, d'un secteur d'anneau, ou d'un ensemble de secteurs d'anneau d'un matériau conducteur (par exemple du cuivre) reliant électriquement entre eux tous les balais de même polarité ou seulement une partie d'entre eux. Plus généralement, le pont inter-balais peut se présenter sous la forme d'un élément continu conducteur reliant entre eux la totalité des balais de même polarité, ou d'un ensemble de secteurs élémentaires reliant électriquement entre eux tout ou partie des balais de même polarité.

Selon une de ses caractéristiques, l'embout est réalisé dans un matériau diélectrique, par exemple un matériau polymère.

Selon une caractéristique complémentaire, l'extrémité obturée par l'embout est l'extrémité du logement de réception du balai dans le porte-balai opposée à l'extrémité de ce même logement par laquelle le balai peut entrer en contact avec un collecteur. Plus précisément, l'embout obture l'extrémité du logement d'accueil de balai la plus proche d'un carter de protection, ou culasse, entourant l'ensemble constitué par la platine support de balais, les porte-balais et les balais. Ainsi, par exemple, lorsque la platine support de balais se présente sous la forme d'un disque dont la partie centrale est percée d'un orifice pour permettre un passage d'un arbre rotor du démarreur, les différents porte-balais sont disposés radialement sur ce disque, et l'embout obture l'extrémité située du côté extérieur de ceux-ci, en périphérie de l'ensemble.

L'embout remplit alors une fonction supplémentaire d'isolation électrique entre les différents balais et leur environnement, plus précisément entre les différents balais et le carter de protection précité. A cette fonction s'ajoute également une fonction d'isolation mécanique entre le balai et le carter de protection, l'embout selon l'invention empêchant, par sa présence, d'éventuelles poussières provenant de l'usure du balai de venir au contact du carter qu'elles risqueraient alors de polluer ou sur lequel elles pourraient constituer des sites d'amorçage d'éventuels arcs électriques.

Selon une autre caractéristique, les moyens de maintien que comporte l'embout comprennent au moins une languette qui isole électriquement et mécaniquement tout en le tenant l'élément de pont interbalais inséré dans cet embout. Plus précisément, l'embout selon l'invention comprend une partie formant sensiblement un U dont une branche est formée par cette languette d'isolation.

Selon une autre des caractéristiques de l'invention, une autre des branches de ce U réalise l'isolation électrique entre le pont inter-balais et un carter de protection de l'ensemble formé par la platine support de balais, les porte-balais et les balais, ou, plus généralement, entre le pont inter-balais et l'environnement extérieur du porte-balais et de sa platine support.

Conformément à différentes variantes de réalisation dans la mise en œuvre de l'invention, les branches de ce U peuvent être configurées de telle manière que, lorsque l'embout est mis en place à l'extrémité d'un porte-balai et lorsque la platine support de balais est placée autour d'un arbre rotor, elles se situent soit dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe de cet arbre soit dans un plan sensiblement parallèle à celui-ci.

L'embout du dispositif porte-balais selon l'invention tel qu'il vient d'être défini dans son principe remplit ainsi :

- une fonction d'isolation électrique et mécanique des balais et porte- balais vis-à-vis d'un carter de protection de l'ensemble formé par la platine support de balais, les porte-balais et les balais,

- une fonction d'isolation électrique et mécanique des porte-balais vis-à- vis du pont inter-balais, chacun des balais de même polarité étant relié électriquement au pont inter-balais par des moyens appropriés tels que des tresses de fils conducteurs, par exemple,

- une fonction mécanique de maintien de ce pont inter-balais.

L'embout du dispositif porte-balais selon l'invention se prête particulièrement bien à l'équipement de porte-balais de formes très simples, tels que réalisés par exemple par pliage de tôles minces, ce qui permet des réductions notables de coût comparativement aux porte-balais réalisés par moulage de matières plastiques.

Comme les balais ont des formes et des dimensions qui peuvent être choisies communes d'un modèle de démarreur pour véhicule automobile à un autre, et qu'il en va de même des porte-balais, il s'ensuit que l'embout du dispositif selon l'invention peut être réalisé sous la forme d'un modèle standard utilisé avec profit sur différents types de démarreur de véhicule automobile. Dans les modes de réalisation préférés, la fonction de maintien du pont inter-balais est réalisée par une partie de l'embout différente de celle qui est à l'extrémité du porte-balais et qui assure l'isolation électrique des balais au regard de leur environnement. Les formes permettant d'assurer ces différentes fonctions étant ainsi distinctes dans chaque embout, l'invention permet donc une diminution des variantes de réalisation des ensembles supports de balais. Ceci permet une réduction supplémentaire de coûts par standardisation de la fabrication des ensembles recevant les balais et les ponts inter-balais. En outre, réalisé dans un matériau diélectrique et assurant, ainsi qu'il a été indiqué précédemment, une fonction d'isolation électrique, l'embout du dispositif selon l'invention autorise la fabrication des porte-balais ainsi que celle de la platine support de balais dans un matériau quelconque, par exemple de la tôle pliée, ce qui conduit à une réduction supplémentaire de coût.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, illustrée par les figures suivantes dans lesquelles :

- les figures 1 A et 1 B sont des vues schématiques en perspective de premier et second modes de réalisation d'un dispositif porte-balais selon l'invention formé chacun d'une platine support de balais sur laquelle sont fixés six porte-balais munis chacun d'un embout selon l'invention, - la figure 2 est une vue schématique en perspective d'un premier mode de réalisation d'un embout selon l'invention inclus dans un dispositif porte-balais selon le premier mode de réalisation, et

- la figure 3 est une vue schématique en perspective d'un second mode de réalisation d'un embout selon l'invention inclus dans un dispositif porte-balais selon le second mode de réalisation.

Les figures 1 A et 1 B présentent le dispositif porte-balais selon des premier et second modes de réalisation, respectivement.

Comme montré aux figures 1 A, 1 B, le dispositif porte-balais est représenté monté sur un collecteur 7 du démarreur. Le collecteur 7 est prévu pour être monté de manière fixe sur un arbre rotor (non représenté) du démarreur. L'arbre rotor est normalement engagé dans un orifice traversant 2 représenté aux figures 1 A, 1 B.

Le dispositif porte-balais comprend une platine support de balais 1 réalisée sous la forme d'un disque percé en son centre au niveau de l'orifice traversant 2. La platine 1 supporte six balais chacun inséré dans un logement approprié ménagé dans un porte-balai 3. Balais et porte- balais sont régulièrement répartis radialement sur la platine 1 , et chacun des porte-balais 3 est ouvert à son extrémité la plus proche de l'orifice 2 pour permettre la mise en contact électrique du balai qu'il accueille avec le collecteur du démarreur.

Dans un souci de réduction de coût, chacun des porte-balais est réalisé par pliage d'une plaquette de tôle mince de manière à former sensiblement un oméga dont les branches d'extrémité sont fixées sur la platine 1. Un tel mode de réalisation apporte un avantage supplémentaire dans la mesure où un tel porte-balais présente une tenue plus importante aux températures élevées, ce qui est particulièrement avantageux en particulier pour les démarreurs appelés à être fréquemment sollicités lors du fonctionnement du véhicule. Sur les figures 1 A et 1 B on a également représenté partiellement un carter de protection ou culasse 4 entourant le dispositif porte-balais comprenant la platine support de balais 1 , les porte-balais 3 et les balais.

Dans les exemples illustrés par les figures 1 A et 1 B, un pont électrique inter-balais 5 relie entre eux l'ensemble des balais placés sur la platine support de balais 1 . Ce pont inter-balais, qui est réalisé dans un matériau présentant une forte conductivité électrique (préférentiellement, mais non exclusivement, du cuivre), prend ici la forme d'un anneau rigide d'une hauteur de l'ordre de quelques millimètres reliant électriquement entre eux la totalité des balais. Il est toutefois à noter qu'un tel pont interbalais peut prendre une forme quelconque et relier électriquement entre eux tout ou partie des balais placés sur la platine 1 .

Selon les modes de réalisation particuliers illustrés par les figures 1 A et 1 B, l'anneau formant le pont inter-balais 5 est déformé en deux zones diamétralement opposées (repères 50 sur les figures 1 A et 1 B). Ces déformations sont avantageusement placées au regard de deux orifices diamétralement opposés, désignés par les repères 100 sur la figure 1 . Ces orifices sont ménagés dans la platine support de balais 1 pour permettre le passage de tirants (non représentés sur les figures) qui sont utilisés pour assemblage mécanique du démarreur.

Un embout selon l'invention, désigné par le repère 6, obture l'une des extrémités de chacun des porte-balais 3. Plus précisément, l'embout 6 obture l'extrémité périphérique du logement d'accueil du balai dans le porte-balai, c'est-à-dire celle qui est la plus éloignée de l'orifice traversant 2 par lequel la platine 1 autorise un passage de l'arbre rotor du démarreur. Il constitue ainsi une séparation mécanique entre le balai placé dans le porte-balai 3 et le carter de protection 4. Plus généralement, il sépare mécaniquement le balai de son environnement extérieur en son extrémité opposée à l'extrémité destinée à entrer en contact électrique avec le collecteur du démarreur. L'embout 6 selon l'invention est préférentiellement réalisé dans un matériau diélectrique. Il isole ainsi également électriquement le balai, notamment du carter de protection 4. Dans un souci de réduction de coût, il est par exemple réalisé par injection/moulage d'une matière plastique par exemple à base de polyamide.

Deux modes de réalisation de l'embout selon l'invention correspondant aux premier et second modes de réalisation du dispositif porte-balais selon l'invention sont représentés de manière détaillée par les figures 3 et 4, respectivement.

De manière générale, comme montré aux figures 2 et 3, un embout selon l'invention comporte un corps 60 formant un logement 61 dont la forme et les dimensions sont sensiblement identiques aux formes et dimensions de la section droite du porte-balai 3 en son extrémité à laquelle l'embout est placé, de telle manière que le corps 60 puisse être simplement emboîté autour de cette extrémité. Une gouttière 62 s'étend, à l'intérieur du logement 61 , dans la même direction que les bords 610 de ce dernier, sur une longueur de quelques millimètres. Lorsque l'embout 6 selon l'invention est mis en place à l'extrémité du porte-balai 3, cette gouttière accueille une partie d'un ressort (non représenté sur les figures) placé à l'arrière du balai, ressort destiné à garantir, par sa mise en compression par le balai, le maintien du contact électrique entre ce dernier et le collecteur du démarreur. A sa base 63, le corps 60 de l'embout 6 est sensiblement plan de manière à pouvoir venir en appui sur la face avant de la platine support de balais 1 , sur laquelle sont fixés les porte-balais 3.

L'un ou l'autre des premier et second modes de réalisation de l'invention correspondant aux figures 1 A, 2 et 1 B, 3 est choisi en fonction de l'application démarreur envisagée. Selon le mode de réalisation choisi, la forme de l'embout 6, à l'extrémité du corps 60 opposée à sa base 63, et la forme du pont inter-balais 5 sont différentes, comme cela apparaît clairement dans les figures. Concernant l'embout 6, celui-ci comporte, à l'extrémité du corps

60 opposée à sa base 63, une partie formant sensiblement un U qui est orientée différemment selon qu'il s'agit du premier ou du second mode de réalisation. Les branches de ce U forment les moyens de maintien évoqués plus haut destinés à retenir tout ou partie du pont inter-balais 5.

Selon le mode de réalisation présenté par les figures 1 A et 2, les branches de ce U s'étendent sensiblement parallèlement au corps 60 de l'embout 6. En d'autres termes, une fois l'embout 6 mis en place à l'extrémité du porte-balai 3 fixé sur la platine 1 et le dispositif porte-balais monté dans le démarreur, les branches de ce U sont disposées sensiblement perpendiculairement à l'arbre rotor du démarreur. En d'autres termes encore, selon le mode de réalisation plus spécifiquement illustré par les figures 1 A et 2, une fois l'embout 6 mis en place à l'extrémité du porte-balai 3 fixé sur la platine 1 et le dispositif porte-balais monté dans le démarreur, les branches de ce U sont disposées sensiblement perpendiculairement à l'axe de l'orifice traversant 2.

Selon le second mode de réalisation plus spécifiquement illustrée par la figure 3, l'embout 6 est configuré de telle sorte que les branches de ce U s'étendent alors sensiblement parallèlement à l'axe de l'orifice traversant 2 lorsque l'embout 6 est mis en place à l'extrémité du porte-balai 3 fixé sur la platine 1 et que le dispositif porte-balais est monté dans le démarreur.

Quel que soit le mode de réalisation choisi, le pont inter-balais 5 ou l'élément de pont inter-balais est inséré dans la gorge formée par la partie en U de l'embout 6. Les branches de ce U forment respectivement une languette 64 et une languette 65 s'étendant à partir du corps 60 de l'embout 6 sensiblement sur toute la largeur de celui-ci, languettes qui sont reliées entre elles par une languette 66 de même largeur qui constitue le fond du U. Le pont inter-balais, qui se présente ici sous la forme d'un anneau conducteur plat, est ainsi maintenu sur au moins trois des côtés de sa périphérie, dont au moins, quelle que soit la variante choisie, sa partie la plus proche du bord extérieur de la platine 1 et sa partie inférieure. Ceci permet à la fois de garantir un maintien correct et fiable dans le temps de ce pont inter-balais, et de remplir une fonction de guidage lors de la mise en place de celui-ci.

En effet, selon le mode de réalisation illustré par les figures 1 A et 2, plus spécifiquement adapté au cas où le pont inter-balais se présente sous la forme d'un anneau ou de portions d'anneau plat dont la dimension selon la direction longitudinale du collecteur est supérieure à sa dimension selon la direction transversale de ce collecteur, il suffit, une fois les embouts placés aux extrémités de chacun des porte-balais 3, d'amener le pont inter-balais en partie supérieure de la face avant de l'ensemble formé par la platine 1 , les porte-balais 3 et les balais et de l'insérer sensiblement parallèlement à l'axe de l'orifice 2 entre les deux languettes 64 et 65, qui constituent alors à son égard des mâchoires coopérantes.

Avantageusement, l'espace séparant les languettes 64 et 65, occupé par le fond 66, est très légèrement inférieur à l'épaisseur de l'anneau ou des portions d'anneau formant le pont inter-balais, de telle manière que l'élasticité naturelle du matériau constituant l'embout 6 permet une légère mise en compression de ce pont sur les trois côtés de sa périphérie par lesquels il est en contact avec l'embout 6, contribuant ainsi à son maintien tout en permettant une mise en place très simple et rapide.

Selon le mode de réalisation illustré par les figures 1 B et 3, plus spécifiquement adapté au cas où le pont inter-balais se présente sous la forme d'un anneau ou d'un ensemble de secteurs d'anneau plat dont la dimension transversale est supérieure à la dimension longitudinale, le pont inter-balais 5 est avantageusement inséré sensiblement perpendiculairement à l'axe de l'orifice 2 (donc radialement) entre les languettes 64 et 65. Dans ce cas, pour une mise en place facile, il sera avantageux de mettre en place une partie seulement des embouts 6 sur les porte-balais 3, puis d'insérer le pont inter-balais, et enfin de mettre en place les embouts restants afin de mettre ledit pont en légère compression en sa périphérie extérieure pour contribuer à un maintien plus fiable.

Il ressort de ce qui précède que, quelle que soit la configuration du pont inter-balais 5 et de l'embout 6, ce dernier assure, par les languettes 64 et 65 qu'il comporte, un maintien fiable et durable dudit pont inter-balais ainsi qu'une mise en place simple et rapide de celui-ci. Les languettes 64 et 65, ainsi que le fond 66 de la partie en forme de U de l'embout selon l'invention remplissent également des fonctions d'isolation mécanique et d'isolation électrique pour le pont inter-balais 5 au regard, respectivement, des porte-balais 3 et des balais qui y sont logés et du carter de protection ou culasse 4. Plus généralement, l'embout selon l'invention réalise donc, par la partie en forme de U qu'il comporte, une isolation mécanique et électrique du pont inter-balais 5 au regard de l'ensemble de son environnement. La liaison électrique entre chaque balai et ce pont est réalisée au moyen, par exemple, de tresses conductrices (non représentées).

L'embout selon l'invention garantit en outre, par son corps 60, une isolation mécanique et électrique du porte-balai auquel il est associé et du balai que celui-ci accueille au regard de leur environnement extérieur, et, en particulier, au regard d'un carter de protection 4.

Un embout selon l'invention tel que l'embout 6 peut être utilisé pour obturer l'extrémité d'un porte-balai même en l'absence de pont interbalais, la hauteur des languettes 64 et 65 et du fond 66 étant, quelle que soit la variante choisie, faible (typiquement de l'ordre de quelques millimètres), et la forme 60 du corps de l'embout 6 par laquelle ce dernier est emboîté sur l'extrémité du porte-balai étant indépendante des formes des languettes 64 et 65 et du fond 66.

Il s'ensuit que l'embout selon l'invention peut être utilisé pour tout type de platine support de balais et pour tout type de démarreur, ce qui permet d'en réduire les coûts par un accroissement des quantités du fait de la standardisation et par une meilleure polyvalence des chaînes de la fabrication des démarreurs.

De même, un tel embout permet la réalisation de platines supports de balais très simples, par exemple par emboutissage de minces plaques de tôle sur lesquelles sont ensuite fixées les plaquettes de tôle pliée formant les porte-balais, autorisant ainsi une économie supplémentaire.

Il apparaît toutefois que l'invention ne saurait se limiter aux modes de réalisation illustrés par les figures et décrits ci-dessus, et qu'elle s'étend à toutes formes équivalentes et à toutes combinaisons techniquement opérantes de celles-ci.

En particulier, les formes et dimensions du pont inter-balais 5 ne sont pas limitées aux formes et dimensions exposées ci-dessus. Les formes et dimensions délimitées par les languettes de la partie en forme de U de l'embout selon l'invention étant directement liées, ainsi qu'il a été décrit plus haut, aux formes et dimensions de ce pont inter-balais, il s'ensuit que la forme en U et les dimensions de cette partie ne sont pas, non plus, exclusives, et que l'invention s'étend également à toute forme permettant de maintenir simplement, au moins en sa partie la plus proche du bord extérieur de la platine support de balais pour un maintien fiable et durable, tout ou partie d'un pont électrique inter-balais.