RESISTANT A LA CORROSION

La présente invention porte sur un rotor de démarreur pour véhicule automobile résistant à la corrosion. On connaît des démarreurs pour véhicule automobile munis d'un stator, ou inducteur, comportant plusieurs aimants permanents ou des pôles bobinés (électroaimants) et d'un rotor, ou induit, doté d'un corps de forme cylindrique et d'un bobinage formé par des conducteurs. Un entrefer existe entre la périphérie externe du corps du rotor et la périphérie interne du stator. Le corps du rotor consistant en un paquet de tôles présente des encoches longitudinales. Pour former le bobinage, des conducteurs en forme d'épingle sont enfilés à l'intérieur des encoches généralement sur deux couches distinctes.

Le rotor comporte en outre un collecteur muni de lames électriquement conductrices réalisées en cuivre qui s'étendent côte à côte sur la périphérie externe d'un support réalisé en matériau plastique. Ces lames conductrices sont destinées à coopérer avec des balais du moteur électrique.

Chacune des lames comprend un logement dans lequel au moins une extrémité des conducteurs du bobinage est positionnée pour être en contact avec la lame correspondante. La liaison entre les lames et les conducteurs est généralement effectuée par soudage.

Une étude du procédé d'assemblage de conducteurs en aluminium sur le collecteur a mis en évidence un risque important de corrosion de la liaison entre les lames et les extrémités des conducteurs de bobinage. Cette corrosion est susceptible d'engendrer une fragilité mécanique et une augmentation de résistance électrique, voire une isolation électrique au niveau des connexions. Ce risque est d'autant plus important dans le cas d'une atmosphère saline.

L'invention vise à remédier efficacement à cet inconvénient en proposant un rotor de démarreur pour véhicule automobile comprenant: - un corps et un bobinage formé par des conducteurs en aluminium installés dans des encoches dudit corps,

- un collecteur comprenant des lames de contact en cuivre et un support en matériau isolant,

- lesdites lames de contact étant isolées les unes des autres par une partie dudit support,

- lesdites lames de contact comportant chacune une première portion destinée à être en contact avec des balais et une deuxième portion comportant un logement recevant une extrémité d'au moins un conducteur, caractérisé en ce qu'une couche d'un alliage est interposé dans ledit logement entre chaque conducteur et chaque lame de contact correspondante, ledit alliage étant un alliage conducteur ayant des propriétés physiques pour réduire un couplage électrochimique entre le cuivre et l'aluminium. L'invention permet ainsi de rompre le contact direct entre le cuivre du collecteur et l'aluminium des conducteurs, ce qui permet de limiter la corrosion de la liaison entre les lames de contact et les extrémités des conducteurs de bobinage. On augmente ainsi la durée de vie du démarreur.

Selon une réalisation, ledit alliage comprend de l'étain. Cela permet d'avoir un alliage qui a de bonne propriété concernant la corrosion évitant l'augmentation de la résistance électrique entre le cuivre et l'aluminium.

Selon une réalisation, la couche d'alliage recouvre au moins un tronçon dénudé du conducteur dont la longueur est de préférence supérieure à la longueur du tronçon du conducteur situé dans le logement correspondant. Cela permet d'assurer que la partie du tronçon dénudé ne soit en contact avec le collecteur directement.

Selon une réalisation, chaque première portion desdites lames de contact s'étend axialement par rapport à un axe dudit rotor. Cela permet aux poussières d'usure des balais de s'évacuer par la force centrifuge. Selon une réalisation, chaque première portion desdites lames de contact s'étend radialement par rapport à un axe dudit rotor. Cela permet d'avoir un démarreur d'encombrement axial plus réduit. Selon une réalisation, ledit logement est fermé au moins en partie par des bords de lames de contact rabattues vers l'au moins un conducteur. Cela permet d'assurer le contact électrique entre le collecteur le conducteur revêtu de l'alliage et de maintenir les conducteurs dans les encoches malgré la force centrifuge.

Selon une réalisation, lesdites deuxièmes portions desdites lames de contact comportent chacune des traces de déformation à chaud. Cela permet d'améliorer le rabattage de la lame sur le conducteur. En effet, il y a besoin de moins de force lors d'un poinçonnage à chaud qu'à froid. Selon une réalisation, ladite couche d'alliage comporte du bronze et de l'étain. Cela permet pour certain moteur électrique dissipant non suffisamment les calories, de résister à une température de fusion de l'étain lors d'un fonctionnement à haute température par exemple du à l'utilisation intensive d'un démarreur par exemple dans un embouteillage. Selon une réalisation, ledit au moins un conducteur comprend au moins un tronçon dénudé ayant une longueur supérieure à une longueur d'un tronçon dudit conducteur situé dans ledit logement de ladite deuxième portion de ladite lame de contact correspondante, et en ce que au moins ledit tronçon dénudé est recouvert dudit alliage. Cela permet d'assurer que toute la partie du tronçon dénudée en contact avec le cuivre soit recouvert de l'étain afin d'éviter une corrosion.

Selon une réalisation, ledit au moins un conducteur comporte une couche d'aluminium anodisée et en ce que ledit tronçon dénudé est dépourvu de cette couche d'aluminium anodisée. Cela permet d'éviter d'avoir à ajouter une résine sur le conducteur pour l'isoler électriquement du paquet de tôle.

Selon une réalisation, ledit au moins un conducteur comporte une couche d'émail ou de résine par exemple d'époxy et en ce que ledit tronçon dénudé est dépourvu de cette couche d'émail.

Selon une réalisation, une épaisseur de ladite couche d'alliage est comprise entre 3μηη et 20μηη et particulièrement entre 5 m et 12 μιτι. L'invention a également pour objet un démarreur de moteur thermique de véhicule automobile comportant un rotor tel que précédemment défini.

Selon une autre invention qui vise à remédier efficacement à cet inconvénient en proposant un rotor de démarreur pour véhicule automobile comprenant:

- un corps et un bobinage formé par des conducteurs en aluminium installés dans des encoches dudit corps,

- un collecteur comprenant des lames de contact en cuivre et un support en matériau isolant,

- lesdites lames de contact étant isolées les unes des autres par une partie dudit support,

- lesdites lames de contact comportant chacune une première portion s'étendant axialement destinée à être en contact avec des balais et une deuxième portion comportant un logement recevant une extrémité d'au moins un conducteur,

caractérisé en ce qu'une couche d'un alliage recouvre au moins des faces de ladite lame de contact formant ledit logement et en ce que ladite couche d'alliage est en contact avec ledit au moins un conducteur en aluminium, ledit alliage étant un alliage conducteur ayant des propriétés physiques pour réduire un couplage électrochimique entre le cuivre et l'aluminium.

L'invention permet ainsi de rompre le contact direct entre le cuivre du collecteur et l'aluminium des conducteurs, ce qui permet de limiter la corrosion de la liaison entre les lames de contact et les extrémités des conducteurs de bobinage. On augmente ainsi la durée de vie du démarreur.

Selon une réalisation, une face des lames de contact en vis-à-vis dudit corps de rotor est recouverte de ladite couche d'alliage. Cela permet d'empêcher la corrosion sur cette face du collecteur qui est difficile d'accès lorsque les conducteurs sont dans les encoches. Selon une réalisation, la totalité des faces des lames autres que les faces en contact avec ledit support dudit collecteur sont recouvertes d'une couche d'alliage. Cela permet d'assurer d'avoir l'alliage entre les conducteur et les lames.

Selon une réalisation, ledit alliage comprend de l'étain.

Selon une réalisation, chaque première portion desdites lames de contact s'étend axialement par rapport à un axe dudit rotor. Cela permet aux poussières d'usure des balais de s'évacuer par la force centrifuge.

Selon une réalisation, chaque première portion desdites lames de contact s'étend radialement par rapport à un axe dudit rotor. Cela permet d'avoir un démarreur d'encombrement axial plus réduit.

Selon une réalisation, ledit logement est fermé au moins en partie par des bords de lames de contact rabattues vers l'au moins un conducteur. Cela permet d'assurer le contact électrique entre le collecteur le conducteur revêtu de l'alliage et de maintenir les conducteurs dans les encoches malgré la force centrifuge.

Selon une réalisation, lesdites deuxièmes portions desdites lames de contact comportent chacune des traces de déformation à chaud. Cela permet d'améliorer le rabattage de la lame sur le conducteur. En effet, il y a besoin de moins de force lors d'un poinçonnage à chaud qu'à froid. Selon une réalisation, ladite couche d'alliage comporte du bronze et de l'étain. Cela permet pour certain moteur électrique dissipant non suffisamment les calories, de résister à une température de fusion de l'étain lors d'un fonctionnement à haute température par exemple du à l'utilisation intensive d'un démarreur par exemple dans un embouteillage. Selon une réalisation, une épaisseur de ladite couche d'alliage est comprise entre 8μηη et 30μηη et plus particulièrement entre 12 m et 20 μιτι. En effet en dessous de 8 μιτι il y a un risque, lors de l'insertion du conducteur dans l'encoche, que l'étain s'enlève et donc qu'il y a un contact direct entre aluminium et cuivre. En effet, au dessus de 12 μιτι, il n'y a plus de risque de contact direct entre l'aluminium et le cuivre. 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 montre une vue en perspective d'un rotor de démarreur selon la présente invention;

La figure 2 est une vue de côté du rotor de démarreur selon la présente invention;

La figure 3 est une vue en coupe longitudinale du rotor de démarreur selon la présente invention;

La figure 4 est une représentation schématique illustrant les deux couches de conducteurs positionnées à l'intérieur des encoches du corps du rotor;

La figure 5 est une représentation schématique illustrant la liaison entre des conducteurs et une lame de contact correspondante dans un rotor de démarreur selon la présente invention;

La figure 6 est une représentation schématique d'un conducteur utilisé dans le rotor de démarreur selon la présente invention.

Les éléments identiques, similaires ou analogues conservent les mêmes références d'une figure à l'autre. Les figures 1 à 3 montrent un rotor 10 d'axe X comportant un corps 1 1 monté sur un arbre 12. Ce corps 1 1 en forme de paquet de tôles feuilletées présente une périphérie externe de forme cylindrique. Des encoches 14 sont ménagées longitudinalement à la périphérie externe du corps 1 1 . Pour former le bobinage, un ensemble de conducteurs 13 sont enfilés à l'intérieur de ces encoches 14.

Plus précisément, comme visible sur la figure 4, chaque conducteur 13 réalisé en aluminium comprend en surface une couche d'aluminium anodisé 39. Chaque conducteur 13 est en outre revêtu d'une couche électriquement isolante 15, telle que de l'émail pour son isolation. Chaque conducteur 13 présente deux branches 131 , 132 reliées par un fond 133 de manière à former un U (cf. figure 6). Les conducteurs 13 sont enfilés à l'intérieur des encoches 14 sur deux couches distinctes : la couche supérieure et la couche inférieure. Si une des branches 131 , 132 est positionnée dans la couche inférieure d'une encoche donnée alors l'autre branche 131 , 132 se situe dans la couche supérieure d'une autre encoche et inversement. La section des conducteurs 13 peut être ronde, carrée, ou rectangulaire. Les parties des conducteurs 13 s'étendant en saillie par rapport aux faces d'extrémités du corps 1 1 du rotor 10 forment les chignons du bobinage. Un isolant d'encoche 18 est positionné autour des branches 131 , 132 des conducteurs 13. En l'occurrence, cet isolant 18 présente une section en forme de S. Cet isolant 18 permet de ne pas blesser les conducteurs 13 lors de leur montage dans le corps 1 1 formé par le paquet de tôles du rotor 10 doté par définition de bavures. Cela isole également électriquement les conducteurs 13 par rapport au paquet de tôles relié à la masse via le carter du démarreur. Le jeu entre l'isolant 18 et les bords des encoches 14 est comblé par un vernis d'imprégnation.

Le rotor 10 comporte en outre un collecteur 19 muni de lames 20 électriquement conductrices qui s'étendent côte à côte sur une périphérie externe d'un support 23 électriquement isolant bien visible sur la figure 3. Les lames de contact 20 sont isolées les unes des autres par une partie du support 23. Le support 23 solidaire de l'arbre est, pour une bonne tenue en température, en matière plastique thermodurcissable, telle qu'une matière plastique phénolique thermodurcissable par exemple de la bakélite. Les lames conductrices 20 comportent chacune une première portion 21 s'étendant sensiblement axialement suivant l'axe X du rotor 10 et destinée à être en contact avec des balais du moteur électrique orientés radialement (non représentés). Les lames conductrices 20 comportent également une deuxième portion 22 ayant une orientation radiale par rapport à l'axe X du rotor. L'ensemble des deuxièmes portions 22 forme le talon 28 du collecteur 19.

Chaque deuxième portion de lame 22 comprend un logement 25 dans lequel deux tronçons 41 des conducteurs 13 du bobinage du rotor 10 sont positionnés pour être en contact avec la lame conductrice 20 correspondante (cf. figure 5). Les tronçons 41 positionnés à l'intérieur des logements 25 sont constituées par une partie des extrémités libres de branches 131 , 132 de deux conducteurs différents. Comme cela est illustré sur la figure 5, une couche 35 d'un alliage est interposée dans le logement 25 entre chaque conducteur 13 et la lame de contact 20 correspondante. L'alliage est un alliage conducteur ayant des propriétés physiques pour réduire un couplage électrochimique entre le cuivre (des lames 20) et l'aluminium (des conducteurs 13). De préférence, l'alliage comprend de l'étain. Avantageusement, une épaisseur de la couche d'alliage 35 est comprise entre 3μηη et 20μηη et particulièrement entre 5 μιτι et 12 m

Comme on peut le voir sur la figure 6, la couche d'alliage 35 recouvre au moins un tronçon dénudé 40 du conducteur 13 dont la longueur est de préférence supérieure à la longueur du tronçon 41 du conducteur situé dans le logement 25 correspondant. Dans un exemple de réalisation, le conducteur 13 est dénudé à ses extrémités à l'aide de papier de verre ou d'une pince dénudeuse sur une longueur de l'ordre de 1 cm. Le tronçon dénudé 40 est ainsi dépourvu de la fine couche d'aluminium anodisée 39 isolante et de la couche d'émail 15, de telle façon que la couche d'alliage 35 est déposée directement sur le cuivre constituant le conducteur. A cette fin, les conducteurs 13 sont trempés par exemple dans de l'étain chauffé à sa température de fusion (de l'ordre de 230 degrés Celsius), lequel va glisser sur l'émail 15 pour recouvrir uniquement les tronçons dénudés 40 des conducteurs 13.

Une fois la couche d'alliage 35 déposée sur les tronçons dénudés 40 des conducteurs 13, les liaisons électriques entre les conducteurs 13 et les deuxième portions des lames 22 sont de préférence réalisées par un procédé dit de poinçonnage à chaud consistant à chauffer le talon 28 au moyen d'une électrode de manière à rabattre un bord des portions de lame 22 après insertion des tronçons 41 des conducteurs 13 dans les logements 25. Comme cela est montré sur la figure 5, les conducteurs 13 sont alors retenus dans chaque logements 25 par de la matière 45 des deuxièmes portions de lame 22 déformée à chaud vers les conducteurs 13 de manière à fermer le logement 25.

En variante, les liaisons électriques entre les conducteurs 13 et les lames 20 sont réalisées par un procédé de soudure par ultrason ou par résistance. Dans ce type de procédé qui a tendance à mélanger les matières en présence, la couche d'alliage 35 comporte de l'étain et du bronze résultant du mélange entre une partie de l'étain recouvrant le conducteur et une partie du cuivre de la lame 20 correspondante. Alternativement, les conducteurs 13 sont retenus dans les logements 25 par poinçonnage.

Il est à noter que le reste des liaisons électriques entre les fils 13 et les lames

20 (le diamètre extérieur et la face opposée du talon 28 tournée vers le bobinage), sont protégées par le vernis déposé lors de l'étape d'imprégnation du bobinage. Dans un autre mode de réalisation dit de type tambour, la première portion

21 de chaque lame de contact 20 s'étend radialement par rapport à l'axe X du rotor 10 de manière à coopérer avec des balais orientés axialement par rapport à l'axe X.

Afin d'assurer une retenue radiale des conducteurs 13 pour éviter que les effets de la force centrifuge s'exercent sur les liaisons entre les extrémités des conducteurs 13 et les lames conductrices 20 ainsi que sur les chignons du bobinage, des frettes 30, 31 , 32 en matière électriquement isolante, bien visible sur la figure 1 , sont montées serrées autour des liaisons électriques et des chignons du bobinage situés de part et d'autre du corps du rotor 1 1 . Le rotor 10 pourra comporter en outre à une extrémité de son arbre 12 une roue d'engrenage 33 située du côté opposé du collecteur 19 et destinée à former un planétaire dans un système de réduction de vitesse à train épicycloïdal d'un démarreur, comme décrit par exemple dans le document FR2787833. En variante, on positionne un seul conducteur 13 de bobinage par logement 25. L'invention a également pour objet le démarreur équipé du rotor 10 précédemment décrit.

Le démarreur comprend en outre un stator comprenant un bobinage ou des aimants pour former les pôles de l'inducteur. Le démarreur comprend en outre un actionneur comprenant une plaquette de contact mobile qui se déplace jusqu'à une position fermeture reliant deux bornes de contact dont une raccordée à la batterie et l'autre raccordée aux balais du collecteur et au bobinage inducuteur si le stator comprend un bobinage inducteur. Selon une autre invention, le rotor de démarreur pour véhicule automobile comprend:

- un corps et un bobinage formé par des conducteurs en aluminium installés dans des encoches dudit corps,

- un collecteur comprenant des lames de contact en cuivre et un support en matériau isolant,

- lesdites lames de contact étant isolées les unes des autres par une partie dudit support,

- lesdites lames de contact comportant chacune une première portion s'étendant axialement destinée à être en contact avec des balais et une deuxième portion comportant un logement recevant une extrémité d'au moins un conducteur,

caractérisé en ce qu'une couche d'un alliage recouvre au moins des faces de ladite lame de contact formant ledit logement et en ce que ladite couche d'alliage est en contact avec ledit au moins un conducteur en aluminium, ledit alliage étant un alliage conducteur ayant des propriétés physiques pour réduire un couplage électrochimique entre le cuivre et l'aluminium.

L'invention permet ainsi de rompre le contact direct entre le cuivre du collecteur et l'aluminium des conducteurs, ce qui permet de limiter la corrosion de la liaison entre les lames de contact et les extrémités des conducteurs de bobinage. On augmente ainsi la durée de vie du démarreur. Par alliage on entend un alliage qui ne comprend pas une majorité d'aluminium ou/et de cuivre. Selon une réalisation, une face des lames de contact en vis-à-vis dudit corps de rotor est recouverte de ladite couche d'alliage. Cela permet d'empêcher la corrosion sur cette face du collecteur qui est difficile d'accès lorsque les conducteurs sont dans les encoches. Selon une réalisation, la totalité des faces des lames autres que les faces en contact avec ledit support dudit collecteur sont recouvertes d'une couche d'alliage. Cela permet d'assurer d'avoir l'alliage entre les conducteur et les lames.

Selon une réalisation, ledit alliage comprend de l'étain. Selon une réalisation, chaque première portion desdites lames de contact s'étend axialement par rapport à un axe dudit rotor. Cela permet aux poussières d'usure des balais de s'évacuer par la force centrifuge.

Selon une réalisation, chaque première portion desdites lames de contact s'étend radialement par rapport à un axe dudit rotor. Cela permet d'avoir un démarreur d'encombrement axial plus réduit.

Selon une réalisation, ledit logement est fermé au moins en partie par des bords de lames de contact rabattues vers l'au moins un conducteur. Cela permet d'assurer le contact électrique entre le collecteur le conducteur revêtu de l'alliage et de maintenir les conducteurs dans les encoches malgré la force centrifuge.

Selon une réalisation, lesdites deuxièmes portions desdites lames de contact comportent chacune des traces de déformation à chaud. Cela permet d'améliorer le rabattage de la lame sur le conducteur. En effet, il y a besoin de moins de force lors d'un poinçonnage à chaud qu'à froid.

Selon une réalisation, ladite couche d'alliage comporte du bronze et de l'étain. Cela permet pour certain moteur électrique dissipant non suffisamment les calories, de résister à une température de fusion de l'étain lors d'un fonctionnement à haute température par exemple du à l'utilisation intensive d'un démarreur par exemple dans un embouteillage. Selon une réalisation, une épaisseur de ladite couche d'alliage est comprise entre 8μηη et 30μηη et plus particulièrement entre 12 μιτι et 20 μιτι. En effet en dessous de 8 μιτι il y a un risque, lors de l'insertion du conducteur dans l'encoche, que l'étain s'enlève et donc qu'il y a un contact direct entre aluminium et cuivre. En effet, au dessus de 12 μιτι, il n'y a plus de risque de contact direct entre l'aluminium et le cuivre.

Bien entendu, la description qui précède a été donnée à titre d'exemple uniquement et ne limite pas le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les différents éléments par tous autres équivalents.