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"Perfectionnements aux appareils de démarrage pour moteurs"
La présente invention est relative à un démarreur pour moteur à combustion interne et concerne, spécialement, le type d'appareil comportant un moteur électrique et un dispositif de transmission reliant ledit moteur électrique à une roue d'engrenage du moteur à combustion interne qu'il s'agit de met- tre en route, ledit dispositif comprenant un pignon et des moyens pour débrayer automatiquement le pi- gnon de la roue d'engrenage du moteur à combustion interne lorsque ce dernier part.
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Des démarreurs de ce type sont décrits dans la demande de brevet déposée en France par la
Société demanderesse le 29 décembre 1928 pour "Per- fectionnements aux appareils démarreurs pour moteurs à combustion*.
Les démarreurs décrits dans la demande de brevet précitée comprennent un dispositif que l'on manoeuvre à la main pour mettre le pignon en prise avec la roue dentée du moteur à combustion interne et pour fermer le circuit du moteur de démarrage seule** ment après que le pignon a été mis en prise avec la roue dentée du moteur à combustion in- terne. Le système à main en question est organisée pour obliger le pignon à tourner, tandis qu'il est poussé élastiquement contre la roue dentée du moteur à combustion interne, de manière à faciliter la mise en prise, dans le cas où le pignon, avant d'être en prise, viendrait à buter contre la roue dentée du moteur à combustion interne.
L'un des buts de la présente invention consiste à simplifier la construction et à réduire le prix de la fabrication du démarreur en question. On atteint ce but en reliant le pignon à l'arbre du mo- teur de démarrage au moyen d'une transmission à canne- lures (dans laquelle il existe un certain jeu)permettant de faire tourner, à la main, le pignon, suffisamment pour le présenter en vue de sa mise en prise.
Dans le mode de réalisation de l'invention décrit ici, il existe une transmission avec un cer- tain jeu entre le pignon et des cannelures hélicoïdales disposées sur l'arbre récepteur du moteur de démarrage.
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Un embrayeur chargé de déplacer le pignon peut glisser le long de l'arbre et est relié, de préfé- rence, avec les cannelures hélicoïdales dudit arbre, de manière que le mouvement de l'embrayeur dans le sens de l'arbre soit accompagné d'un mouvement de rotation.
Des organes de transmission sont disposés entre l'embrayeur et le pignon, de manière que ce dernier tourne avec l'embrayeuro Ces organes de transmission permettent au pignon de se déplacer dans le sens de son axe par rapport à l'embrayeur de ma- nière que, si le mouvement du pignon pour venir en prise avec la roue dentée du moteur à combustion se trouve arrêté par la rencontre des dents du pignon avec les dents de la roue dentée du moteur à com- bastion* l'embrayeur puisse continuer à se déplacer dans la direction de son axe en faisant tourner le pignon et en l'amenant en prise avec la roue dentée du moteur à combustion.
Le mouvement de l'embrayeur dans la direction de son axe est transmis au pignon par l'intermédiaire d'unressorts, de manière que, l'embrayeur soit maintenu normalement écarté du pignon, à la distance voulue et que ce dernier soit élastiquement appuyé contre les dents de la roue dentée du moteur à combustion tout en étant entraîné dans un mouvement de rotation. L'embrayeur ou organe de manoeuvre du pignon est actionné au moyen d'une pédale (ou de tout autre dispositif con- venable) qui se trouve automatiquement dégagée de l'embrayeur avant le départ du moteur à combustion.
Grâce à ce dispositif, quand le moteur à combustion tourne tout seul, le pignon est automatiquement dé- sengrené quelle que soit la position de la pédale.
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Sur le dessin annexé, on a représenté, uniquement à titre d'exemple, un mode de réalisation de l'invention : La- fig. 1 est une vue, avec coupe longitu- dinale partielle, d'une portion de démarreur;
La fig. 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la fig. 1;
La fig. 3 représente une partie de l'appa- reil vue par dessous en regardant dans la direction de la flèche 3 de la fig. 1;
La fig. 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la fig. 1 ;
La fig. 5 est une coupe longitudinale d'une portion de l'appareil, cette coupe étant faite par un plan vertical passant par la ligne 5-5 de la fig.
4 ;
La fig. 6 est une coupe suivant la ligne 6-6 de la f ig. 5; La fig. 7 est une vue schématique, corres- pondant à la fig. 1, et montrant l'état de l'appareil au moment où le pignon du moteur de démarrage a été engrenement amené, par rotation, en position engrénement avec la roue dentée du moteur à combustion;
La figo 8 est une coupe suivant la ligne 8-8 de la fig. 7 ;
La fig. 9 est une vue, par-dessous, de certaines parties de l'appareil représentées sur la fig. 7, en regardant dans le sens de la flèche 9 de la fig. 7;
Les fige 10 et 11 sont des vues développées de certainea parties représentées sur lea fig. 1 et 7
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respectivement, la fig. 10 représentant lesdites parties dans leur position normale, tandis que la fig. 11 représente ces mêmes parties dans la position correspondant à celle de la figure 7; La. fig. 12 est une vue analogue à la fig. 7 montrant l'appareil dans la position qu'il occupe juste avant la fermeture de l'interrupteur du moteur de démarrage;
La fig. 13 est une vue analogue à la fig.
12 montrant l'état de l'appareil pendant la manoeu- vre de la manivelle; La- fig. 14 est une vue semblable à la fig.
13, montrant le démarreur après la mise en marche du moteur et avant l'abandon de la pédale par l'opérateur;
La fig. 15 est une vue en plan de la plaque de métal dont est tiré un manchon chargé de trans mettre le mouvement de la pédale à l'organe de ma- noeuvre du pignon;
La fig. 16 est une vue, à échelle double, d'une rondelle de butée du pignon, ladite vue étant prise dans le plan passant par la ligne 16-16 de la fig. 1;
La fig.. 17 est une coupe suivant la ligne 17-17 de la fig. 16.
Comme on le voit sur le dessin, 20 désigne la cage des l'inducteurs d'un moteur électrique, fixé à un carter 21, lequel peut être fixé à. un châssis de moteur à combustion non représenta. La cage 20 porte un palier, non figuré, qui supporte l'extrémité de gauche de l'arbre 22 portant l'induit du moteur; carter le 21 forme un palier 23 pour le même arbre.
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Le circuit du moteur est commandé par un interrup- leur comportant une enveloppe 24 dont tme partie est représentée sur la figure 1. La boîte 24 renferme des éléments de contact dont l'un peut être déplace par un coulisseau d'interrupteur 25 main- tenu normalement, par un ressort 26, dans une posi- tion correspondant à l'ouverture du circuit. Le dispositif chargé de relier l'arbre 22 au volant/30 d'un moteur à. combustion qu'il s'agit de mettre en marche comprend un pignon 31 et des moyens pour désengrener automatiquement le pignon d'avec la roue dentée 30 quand la moteur à combustion part. Ces moyens consistent dans dea cannelures hélicoïdales 32 formés sur l'arbre 22 et qui entraînent le pignon 31.
En se reportant à la figure 4, on remarque- ra que les filete 33 compris entre les cannelures héli- coidales intérieures du pignon 31 sont sensiblement plus étroites que lee rainures de même forme 34 si- tuées entre les fileta 32 de l'arbre 22. Cette diapo- si%ion constitue ce que l'on appelle une transmission par cannelures hélicoidales avec jeu établie entre l'arbre et le pignon. Normalement,
les filets du pignon ne touchent pas le côté. des filets de l'arbre qui assure l'entraînement et sont maintenus en contact avec le coté desdits fileta qui travaille lors du désengrènement. Cette disposition relative normale du pignon par rapport à l'arbre sera. décrite en même temps que l'organe de manoeuvre ou embrayeur du pignon.
L'embrayeur 37 du pignon est constitue par une pièce ,en forme de disque pourvue, de cannelures
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intérieures qui coopèrent, avec un certain jeu, avec les cannelures. de l'arbre, Dans cea conditions, le déplacement de l'organe de manoeuvre, le long de Par... bre, s'accompagne d'un mouvement de rotation du même organe, Le mouvement de rotation de 1,*organe de manoeuvre est transmis au pignon 31 grâce à un prolon- gement tubulaire 35 du pignon, comportant des rainu- rees diamétralement opposées 36 dont chacune reçoit un ergot 37a de L'organe 37.
Le mouvement de l'organe 37 est transmis dans le sens de l'axe au pignon 31, par un ressort 38 qui entoure l'arbre 22 et est logé entre l'organe 37 et ,le pignon 31. On voit ainsi que le mouvement de l'organe de manoeuvre 37, dans le sens de l'axe, vers la roue dentée 30,a pour effet de pous- ser élastiquement le pignon 51 vers la roue dentée;
si le pignon 31 vient à buter contre les dents de cette dernière, il est poussé élastiquement par le ressort 38 contre la roue dentée,tandis que l'organe 37 continue à se déplacer le long de l'axe de l'arbre de manière à faire tourner le pignon et à le présenter, en vue de son engrènement avec la roue dentée du moteur à combustion, Il est bon que le pignon soit poussé élastiquement contre la roue dentée du moteur à combustion tout en étant entrainé dans un mouvement de rotation, car une pression élastique permet au -pignon tout en tournant de se dérober légèrement le long de l'arbre en restant en contact avec la face de bout d'une dent d'engrenage.
Si le pignon ne pouvait se dérober ainsi légèrement, il pourrait se bloquer avec la roue dentée du moteur à combustion par suite du contact des faces rugueuses extrêmes du pignon et des dents de la roue dentée du moteur à combustion contre laquelle le pignon vient buter.
Le ressort 38 est normalement comprimé,
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comme le montre la figure 5, et le dispositif char- gé d'empêcher le pignon de s'écarter de l'organe de manoeuvrer, plus que ne le montre la figure 5, cour- prend. l'arbre même du moteur de démarrage. On remar- quera. que le ressort 38 tend à pousser vers la gau- che l'organe de manoeuvre 37, dans le sens de l'axe, et le pignon 31 vers la droite dans le sens de l'axe, comne le montre le dessin. Grâce à. la trans- mission établie entre l'organe de manoeuvre et le pignon par les ergots 37a et par le prolongement tubulaire rainuré 36, le pignon ne peut se déplacer vers le bout par rapport à l'organe de manoeuvre que suivant l'axe de l'arbre.
Dans ces conditions, les filets hélicoïdaux 32 de l'arbre coopèrent avec les rainures hélicoïdales de l'organe de manoeuvre et du pignon de manière à limiter l'écartement des deux éléments en question. La figure 10 montre clairement que le ressort 38 tend à déplacer les rainures hé-
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licoidalea 57b-de 1 t organe bzz, seulement dans la direction de, l'axe, jusqu'à ce qu'elles touchent l'un des côtés des filets 32 de l'arbre. Le ressort 38 pousse les filets 33 du pignon, seulement dans le sens de l'axe, jusqu'à ce qu'ils touchent les côtés des filets 32 de l'arbre qui travaillent au moment du débrayage.
Dans ces conditions, aucun autre dis- positif n'est nécessaire pour limiter l'éloignement du pignon et de l'organe de manoeuvre, alors que lesdits éléments sont montés sur l'arbre.
Normalement, les cannelures 37b de l'organe
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de manoeuvre sont poussées élastiquement contre les parties 32a des filets de l'arbre qui forment, avec l'axe de ce dernier un angle plus petit que les au- très parties des fileta. Cette disposition fournit un moyen pour bloquer le pignon 31 sur l'arbre 22, de manière que ledit pignon ne puisse pas êtxe déplacé vers la roue d'engrenage du moteur à combustion tant que l'organe de transmission 37 n'a pas été lui-même déplacé vers cette roue.
On voit clairement sur la figure 10 que si on allait obtenir la mise en prise du sa traction pignon 31 et vers la droite, ce mouvement se trouverait immédiatement contrarié: en effet, l'or- gane de manoeuvre et le pignon sont reliés de façon que l'un ne peut pas se déplacer suivant une hélice sans déplacer l'autre; d'autre part, le déplacement hélicoidal des filets 33 du pignon, le long d'une par- tie de l'arbre pourvue de cannelures. d'un. certain pas, ne peut pas avoir lieu alors que les cannelures 57b de l'organe de manoeuvre ont à se déplacer le long d'u- ne partie des cannelures de l'arbre, cannelures dont le pas est différent.
En d'autres termes, il est clair que si l'on voulait essayer de faire glisser vers la droite les filets 33 du pignon le long des filets 32 de l'arbre, comme le montre la figure 10, lesdits filets 33 se coinceraient d'une manière serrée contre lea filets de l'arbre, parce que les cannelures 37b de l'organe de manoeuvre, en touchant la partie cannelée 32a de l'arbre, empêchent le pignon de tour- ner. Dans ces conditions, tant que l'organe de manoeu- vre 37 reste dans sa position normale, le pignon ne peut pas venir accidentellement en prise avec la roue d'engrenage du moteur à combustion.
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Le dispositif char- gé d'actionner l'embrayeur 37 du pignon comprend un levier 40, actionne par une pédale non figurée, et articule sur un axe 41 fixé par un écrou 42 au car- ter 21, comme le montre la figure 2. Le levier 40 est normalement maintenu dans la position représentée sur la figure 1 par un ressort dont la partie centrale 43 est enroulée autour de l'axe 41, et dont les ex- trémités 44 et 45 s'appuient respectivement sur le carter 21 et sur le levier 40. Le ressort 43 est organisa de manière à. pousser le levier 40 dans le' sens dea aiguilles d'une montre. Le levier 40 porte un bouton 44 qui peut accrocher le coulis seau 25 de l'interrupteur.
Le mouvement du levier 40 est transmis, à l'organe, de manoeuvre 37, par un dispositif qui peut être débrayé par la manoeuvre de la manivelle quand l'opérateur se sert de cette dernière. Ce dispositif comprend un bouton 50 placé près de l'extrémité infé- rieure du levier 40 et qui s'engage normalement dans l'encoche 51 d'un manchon 52 monté concentriquement sur un moyeu 53. Le moyeu 53 supporte les disques 54 et 55-qui écartent le manchon 52 du moyeu 53. Le disque 54 est pourvu, au voisinage de sa périphérie, d'encoches dans lesquellea s'engagent dea ergots 56 du manchon 52. Dana ces conditions, le mouvement du moyeu 52 par rapport au disque 64 est limité, dans une certaine direction, vers l'intérieur du manchon, ou vers le disque 55.
Comme le montre la figure 6, le dernier disque 55 porte un ergot 57 qui s'engage dans un orifice 58 du manchon 50 et, une fois le montage
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fait, s'appuie contre la paroi 58a (voir figure 15).
Le manchon 52 est pourvu d'ergots 59, recourbés en de- qui aussi dans., qui forment butées et 22= portent/contre la surface du disque 55 # placée en face du disque? 54.
Ainsi, une fois que le manchon 52 et le disque 55 sont montes, le mouvement de l'un de ces organes: par rap- port à l'autre est limité, dans une certaine direc- tion, de manière que le disque 55 ne puisse plus, une fois monté, être déplace vers le disque 54, et de ma- nière qu'il accrocha les ergota 59 et la surface 58a de l'orifice 58 du manchon 52. Le moyeu 53 que l'on obtient en prenant un tube ou en. roulant une plaque, porte des. ergota 60 recourbés vers l'extérieur. On fait passer le manchon 53 dans les trous centraux alignas, .des. disques. 55 et 54 jusqu'à ce que les ergots
60 touchent la face de droite du disque 55. Il eat alora évident que le moyeu 53 ne peut pas être déplacé davantage à travers les disques. 55 ,et 54.
Une fois les; pièces en question ainsi assemblées, le bord extrê- me 61 du moyeu 53 est maté contre la face de gauche du disque 54. Le manchon 52, le moyen 53 et lea disques
54 et 55 sont ainsi maintenus assemblés d'une manière permanente. Le manchon 52 est tiré, de préférence, de la plaque représentée sur la figure 15. Celle-ci est munie d'ergots,en queue: d'aronde et d'encoches 62 et
63 qui s'assemblent de manière à conserver à la plaque une forme cylindrique. L'encoche 51 peut âtrc considé- rée comme le prolongement d'un orifice sensiblement triangulaire 64, limité spécialement par une paroi 65 et par une paroi 66, toutes deux obliques. par rapport à l'axe de rotation du manchon 52.
La paroi 65 du man- , chon. assemblé 52 fait un angle de trois à quatre degrés
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avec un plan perpendiculaire à l'axe de l'arbre 22, tandis que la paroi 66 fait un angle plus grand.
Pour augmenter le frottement entre l'arbre 22 et le manchon 52, le moyeu 53, avec lequel le manchon 52 est relié de manière à être entraîné par lui, est pourvu d'un orifice 70 qui reçoit un bouton 71 pousse élastiquement contre l'arbre 22 par un ressort à lame 72. Ce ressort est conforme de ma- nière à retenirle bouton 71 dans l'orifice 70 si le manchon 53 est monté sur l'arbre de manière à pou- voir en être retiré.
Pendant que le pignon entraîne la roue d'engrenage 30 du moteur à combustion, il s'appuie sur un collier de butée 80 lequel est plus claire- ment représenté, à une échelle double, sur les fi- gurea 16 et 17. Le collier de butée 80 comporte une partie plane 81 et une partie périphérique 82. La partie plane est pourvue d'une ouverture centrale qui reçoit l'arbre 1 cannelures.. Les: parties de la surface plane 81, situées entre les encoches 83, qui reçoivent lea fileta 32 de l'arbre ,sont organisées de manière à s'appuyer contre une bague fendue 84 en fil de fer, engagée dans une rainure 85 de l'ar- bre 22.
La partie 82 située à la périphérie est pourvue d'ergota 86 recourbés autour du fil de fer 84, comme le montre la figure 1, après le montage du collier de butée 80. L'effort longitudinal de l'ar- bre est transmise au carter ,21, par une rondelle plane 87 qui touche une surface usinée 88 formée sur le carter près de l'extrémité de gauche du palier
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Le fonctionnement du démarreur est le sui-- Tant :
On déplace le levier 40, en sens inverse des aiguilles d'une montre, ce qui amène le bouton 50 vers la droite, le long de l'arbre 22, et oblige le manchon 52 à se déplacer dans la même direction, en amenant l'organe de manoeuvre 37 du pignon vers la roue d'engrenage 30 du moteur à combustion.
Pen- dant que le pignon vient en prise avec la roue d'en- grenage du moteur à combustion et avant la fermeture de l'interrupteur du moteur de démarrage, le bouton 50 vient toucher la surface 65 qui limite l'encoche 51 du manchon 52. Si le mouvement du pignon vers la droite est arrêté par le contact des dents de ce dernier avec les.
dents de la roue d'engrenage, le le- vier 40, en continuant son mouvement en sens inverse des aiguilles d'une montre, oblige l'organe de maneeu- vre 37 du pignon à se déplacer suivant un parcours hélicoidal, autour de l'arbre 22, tandis que le pi- gnon 31 est élastiquement appuyé, par le ressort 38,
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contre la roue d'engrenage dn m.oteur.â combllfJtionoPen'6'I dant le passage du levier 40, de la position repré- sentée sur la figure 1 à la position représentée sur la figure 7, le pignon tourne, de la position repré- sentée sur la figure 4 à la position représentée sur la figure 8, et ses filets hélicoïdal internes quit- tent les côtés des filets 32 correspondant à l'em- brayage, comme on le voit sur la figure 10,
pour ve- nir toucher les côtés des filets de l'arbre représen- tés sur la figure 11 correspondant à l'entraînemento L'amplitude de ce mouvement de rotation préalable du pignon est suffisante pour que ce dernier présente ses dents en vue de leur engrènement avec la roue
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d'engrenage du moteur à combustion.
La fig. 7 représente l'appareil juste au mo- ment où le pignon est sur le point d'engrener avec la roue d'engrenage du moteur à combustion. La fig.
11 qui correspond à la fig. 7 montre que les rainures 371¯de l'embrayeur ont été rapprochées du pignon 31 beaucoup plus qu'il n'est normal de le faire. Le ressort 38 sera donc comprimé beaucoup plus au moment où le pignon a été tourné pour engrener avec la roue dentée du moteur à combustion. Quand cette condition est remplie, le ressort 38 est libéra de manière à obliger le pignon à avancer et à venir en prise avec la roue d'engrenage du moteur à combustion. Si le le- vier 40 restait fixe pendant ce mpuvement du pignon, mouvement commandé par le ressort, le pignon viendrait en prise avec la roue d'engrenage du moteur à combus- tion jusqu'à ce que ses filets internea touchent les côtés des filets de l'arbre qui correspondent au dé- brayage.
Pendant la période de temps où le levier 40 a été amené dans la position représentée sur la fig.
12, juste avant la fermeture de l'interrupteur, le pi- gnon a tourna jusqu'à ce que ses filets 33 touchent les parois des filets 32 de l'arbre correspondant à l'entraînement.
Un mouvement supplémentaire du levier 40, en sens inverse des aiguilles d'pne montre, en passant de la position de la fig. 12 à la position de la fig. 13, oblige le bouton 44 du levier 40 à pousser le coulis- seau 25 de l'interrupteur dans la position correspon- dant à la fermeture de ce dernier. Ceci obligé, d'une part, le moteur de démarrage à faire tourner l'arbre 22 et, d'autre part, le pignon 31 à entraîner la roue d'engrenage 30 du moteur à combustion. Le sens de rota- tion correspondant à l'entraînement de l'arbre 22 est celui des ......
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aiguillea d'une montre ainsi qu'on peut le voir en regardant de l'extrémité de droite dans la direc- tion de la flèche 90 de la figure 1.
Pendant que l'on manoeuvre le moteur au moyen de la manivelle, l'arbre 22 fait tourner le manchon 52 dans le même sens, dégageant ainsi l'encoche 51 du bouton 50, et obligeant la paroi oblique 66 à toucher le bouton
50. Grâce au contact de la surface 66 avec le bou- ton 50, pendant que le manchon 52 tourne, le manchon est poussé vers la gauche, comme le montre le dessin, en passant de la position de la figure 12 à celle de la figure 13. Il en résulte que le moyeu 53 du manchon 52 est retiré de l'organe de manoeuvre 37 du pignon, de manière que ce dernier puisae en même temps que son organe de manoeuvre être déplacé sans obstacle vers la gauche quand le pignon est automatiquement dégagé de la roue d'engrenage du moteur à combustion lors du démarrage de ce dernier.
Par suite, la mise hors de prise automatique du pi- gnon peut avoir lieu quelle que soit la position du levier 40. Après le démarrage, l'opérateur aban- donne le levier 40 pour permettre au ressort 43 de ramener ledit levier à la position représentée sur la figure 1. Pendant le mouvement du levier 40 vers ,sa position normale dans le sens des aiguilles d'une montre, son bouton 50 touche la surface inclinée 66 du manchon 52, obligeant ainsi ce dernier à tourner de nouveau, vers sa position, normale, de manière que l'encoche 51 reçoive encore le bout= 50. Dans ces conditions, il est clair que l'opérateur doit per- mettre au levier 40 de revenir à sa position normale pour pouvoir recommencer l'opération de démarrage.
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Pendant le débrayage du pignon, ce dernier est entraîné, avec une force considérable, suivant un parcours hélicoïdal, hors de la prise de la roue d'engrenage du moteur à combustion et l'organe de manoeuvre du pignon est déplacé avec ce dernier à peu prèa suivant le même parcours jusqu'à ce qu'il touche le moyeu 53 du manchon. Grâce à son inertie plus grande, le pignon 31 peut se déplacer davantage vers la gauche avant de venir à l'arrêt, donnant ainsi au ressort 38 une compression un peu plus grande que la normale. Quand la force vive du pi- gnon tournant est absorbée par la compression du res- sort 38, ce dernier rebondit et rejette le pignon en arrière dans sa position normale représentée sur la figure 10.
L'organe de manoeuvre 37 ne tend pas à rebondir après avoir heurté le manchon 53 parce qu'il est suivi par le pignon et par le ressort comprimé 58. Quand l'organe de manoeuvre 37 occupe sa position normale ses cannelures 37b possèdent un jeu par rapport aux filets 32 de l'arbre. Dans ces conditions, quand l'organe de manoeuvre 37 est ramené à sa position normale, ses cannelures 37b se déro- bent sûrement devant les filets 33 du pignon assez pour toucher les parties 32a des cannelures de l'ar- bre qui sont inclinées sur l'axe de ce dernier en formant un angle différent de celui que font les autres parties des mêmes cannelures.
En d'autres termes, il y a assez de jeu pour qu'on soit certain que les cannelures 57b de l'organe de manoeuvre s'é- cartent notablement vers la gauche, de là jonction des parties. 32a des. filets de l'arbre avec les. parties
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de droite de cet arbre.
Cette disposition assure ainsi une coopération constante entre les cannelures
37b de l'arbre et les parties 32a de ses filets en bloquant le pignon 31 sur l'arbre jusqu'à ce qu'il . soit dégage ou libéré par le déplacement, vers la droite, de l'organe 37a
La présente invention comporte les caracté- ristiquea essentielles des inventions décrites dans la demande de brevet dont il a été parlé plus haut, en ce sens que, d'une part, la mise en prise du pi- gnon avec la roue d'engrenage du moteur à combustion est obtenue par un effort manuel avant la fermeture de l'interrupteur du moteur de démarrage-, ce qui réduit les détériorations des dents de la roue d'en- grenage, et, d'autre part, le pignon est automati- quement mis hors de prise quelle que soit la posi- tion du levier de commande,
ce qui rend inutile l'ap- plication d'un dispositif d'embrayage pour lea dé- passements de position entre le pignon et l'arbre du moteur de démarrage.
La présente invention constitue un perfec- tionnement au brevet pris en France par la demande- resse le 29 Décembre 1928 pour Perfectionnements aux appareils démarreurs pour moteurs à combusition", par- ticulièrement en ce que le pignon est directement en- traîné par l'arbre du moteur de démarrage au lieu de l'être par un élément intermédiaire qui constitue une partie du dispositif chargé de faire tourner le pignon pendant qu'il est appuyé contre la roue d'en- grenage du moteur à combustion. Grâce à la liaison, par cannelures avec jeu, établie entre le pignon et
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l'arbre, le premier peut être directement entraïne par le second et le jeu permet de faire tourner le pignon par rapport à l'arbre pour faciliter la mise en prise.
L'organe de manoeuvre du pignon peut être fabriqué à très bon compte, car il ne transmet pas au pignon le couple de la manivelle du moteur de démar- rage mais sert uniquement à faire tourner le pignon à la main. Le prix de la construction eat également réduit par le fait qu'il n'est pas besoin d'au- tre dispositif que l'arbre lui-même pour limiter l'é- cartement de l'organe de démarrage par rapport au pignon,, La caractéristique précitée facilite égale- ment le montage de l'organe de manoeuvre et du pignon ensemble sur l'arbre.
Il est bien entendu que l'invention n'est nullement limitée au dispositif décrit et représenté ici et que ce dernier est susceptible de recevoir des modifications de détail sans que l'économie de l'in- vention soit altérée par les modifications en question.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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"Improvements to starting devices for engines"
The present invention relates to a starter for an internal combustion engine and relates, in particular, to the type of apparatus comprising an electric motor and a transmission device connecting said electric motor to a gear wheel of the internal combustion engine that it This involves starting, said device comprising a pinion and means for automatically disengaging the pinion of the gear wheel of the internal combustion engine when the latter starts.
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Starters of this type are described in the patent application filed in France by the
Plaintiff company on December 29, 1928 for "Improvements in starting devices for combustion engines *.
The starters described in the aforementioned patent application comprise a device which can be operated by hand to engage the pinion with the toothed wheel of the internal combustion engine and to close the circuit of the starter motor only after the pinion has been engaged with the toothed wheel of the internal combustion engine. The hand system in question is organized to force the pinion to rotate, while it is urged resiliently against the toothed wheel of the internal combustion engine, so as to facilitate engagement, in the event that the pinion, before d 'being in gear, would come up against the toothed wheel of the internal combustion engine.
One of the objects of the present invention is to simplify the construction and reduce the cost of manufacturing the starter in question. This is achieved by connecting the pinion to the starter motor shaft by means of a spline transmission (in which there is a certain play) allowing the pinion to be turned by hand sufficiently. to present it for engagement.
In the embodiment of the invention described here, there is a transmission with a certain clearance between the pinion and helical splines disposed on the receiving shaft of the starter motor.
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A clutch responsible for moving the pinion can slide along the shaft and is preferably connected with the helical splines of said shaft, so that the movement of the clutch in the direction of the shaft is accompanied by 'a rotational movement.
Transmission members are placed between the clutch and the pinion, so that the latter rotates with the clutch These transmission members allow the pinion to move in the direction of its axis relative to the clutch. that, if the movement of the pinion to engage the toothed wheel of the combustion engine is stopped by the meeting of the teeth of the pinion with the teeth of the toothed wheel of the combustion engine * the clutch can continue to move. move in the direction of its axis by rotating the pinion and bringing it into engagement with the toothed wheel of the combustion engine.
Movement of the clutch in the direction of its axis is transmitted to the pinion by means of springs, so that the clutch is kept normally apart from the pinion at the desired distance and the latter is resiliently pressed against the pinion. the teeth of the toothed wheel of the combustion engine while being driven in a rotational movement. The clutch or pinion actuator is actuated by means of a pedal (or any other suitable device) which is automatically disengaged from the clutch before the combustion engine starts.
Thanks to this device, when the combustion engine is running on its own, the pinion is automatically disengaged regardless of the position of the pedal.
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In the accompanying drawing, there is shown, purely by way of example, an embodiment of the invention: FIG. 1 is a view, in partial longitudinal section, of a starter portion;
Fig. 2 is a section taken along line 2-2 of FIG. 1;
Fig. 3 shows part of the apparatus seen from below looking in the direction of the arrow 3 in FIG. 1;
Fig. 4 is a section taken along line 4-4 of FIG. 1;
Fig. 5 is a longitudinal section of a portion of the apparatus, this section being taken through a vertical plane passing through line 5-5 of FIG.
4;
Fig. 6 is a section taken along line 6-6 of fig. 5; Fig. 7 is a schematic view, corresponding to FIG. 1, and showing the state of the apparatus at the time when the gear of the starter motor has been brought into gear, by rotation, into position in mesh with the toothed wheel of the combustion engine;
Fig. 8 is a section taken along line 8-8 of fig. 7;
Fig. 9 is a view, from below, of certain parts of the apparatus shown in FIG. 7, looking in the direction of arrow 9 in fig. 7;
Figures 10 and 11 are developed views of certain parts shown in fig. 1 and 7
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respectively, fig. 10 showing said parts in their normal position, while FIG. 11 shows these same parts in the position corresponding to that of FIG. 7; Fig. 12 is a view similar to FIG. 7 showing the apparatus in the position it occupies just before the closing of the starter motor switch;
Fig. 13 is a view similar to FIG.
12 showing the state of the apparatus during the operation of the crank; The- fig. 14 is a view similar to FIG.
13, showing the starter after starting the engine and before releasing the pedal by the operator;
Fig. 15 is a plan view of the metal plate from which is taken a sleeve responsible for transmitting the movement of the pedal to the pinion actuator;
Fig. 16 is a view, on a double scale, of a pinion thrust washer, said view being taken in the plane passing through line 16-16 of FIG. 1;
Fig. 17 is a section taken along line 17-17 of fig. 16.
As can be seen in the drawing, 20 denotes the cage of the inductors of an electric motor, fixed to a housing 21, which can be fixed to. a combustion engine chassis not shown. The cage 20 carries a bearing, not shown, which supports the left end of the shaft 22 carrying the motor armature; the housing 21 forms a bearing 23 for the same shaft.
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The motor circuit is controlled by a switch comprising a casing 24, part of which is shown in FIG. 1. The box 24 contains contact elements, one of which can be moved by a switch slider 25 held in place. normally, by a spring 26, in a position corresponding to the opening of the circuit. The device responsible for connecting the shaft 22 to the flywheel / 30 from engine to engine. combustion to be started comprises a pinion 31 and means for automatically disengaging the pinion from the toothed wheel 30 when the combustion engine starts. These means consist of helical splines 32 formed on the shaft 22 and which drive the pinion 31.
Referring to Figure 4, it will be noted that the threads 33 between the internal helical splines of the pinion 31 are appreciably narrower than the grooves of the same shape 34 located between the threads 32 of the shaft 22. This diaposi% ion constitutes what is called a transmission by helical splines with clearance established between the shaft and the pinion. Normally,
the sprocket threads do not touch the side. threads of the shaft which provides the drive and are maintained in contact with the side of said threads which works during disengagement. This normal relative arrangement of the pinion with respect to the shaft will be. described at the same time as the actuator or clutch of the pinion.
The clutch 37 of the pinion is formed by a disc-shaped part provided with splines
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interior which cooperate, with a certain clearance, with the grooves. of the shaft, Under these conditions, the movement of the actuator, along Par ... ber, is accompanied by a rotational movement of the same organ, The rotational movement of 1, * operation is transmitted to the pinion 31 by means of a tubular extension 35 of the pinion, comprising diametrically opposed grooves 36, each of which receives a lug 37a of the member 37.
The movement of the member 37 is transmitted in the direction of the axis to the pinion 31, by a spring 38 which surrounds the shaft 22 and is housed between the member 37 and the pinion 31. It is thus seen that the movement of the actuator 37, in the direction of the axis, towards the toothed wheel 30, has the effect of pushing the pinion 51 elastically towards the toothed wheel;
if the pinion 31 abuts against the teeth of the latter, it is elastically urged by the spring 38 against the toothed wheel, while the member 37 continues to move along the axis of the shaft so as to rotate the pinion and present it, with a view to its meshing with the toothed wheel of the combustion engine, It is good that the pinion is pushed resiliently against the toothed wheel of the combustion engine while being driven in a rotational movement, because an elastic pressure allows the -pocket while rotating to slip slightly along the shaft while remaining in contact with the end face of a gear tooth.
If the pinion were not able to deflect slightly in this way, it could jam with the toothed wheel of the combustion engine due to the contact of the extreme rough faces of the pinion and the teeth of the toothed wheel of the combustion engine against which the pinion abuts.
Spring 38 is normally compressed,
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as shown in figure 5, and the device responsible for preventing the pinion from deviating from the actuator, more than shown in figure 5, is running. the shaft of the starter motor. We will notice. that the spring 38 tends to push the actuator 37 to the left, in the direction of the axis, and the pinion 31 to the right in the direction of the axis, as shown in the drawing. Thanks to. the transmission established between the actuator and the pinion by the lugs 37a and by the grooved tubular extension 36, the pinion can only move towards the end with respect to the actuator along the axis of the 'tree.
Under these conditions, the helical threads 32 of the shaft cooperate with the helical grooves of the actuator and of the pinion so as to limit the spacing of the two elements in question. Figure 10 clearly shows that the spring 38 tends to displace the heel grooves.
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licoidalea 57b-de 1t organ bzz, only in the direction of, the axis, until they touch one of the sides of the threads 32 of the shaft. The spring 38 urges the threads 33 of the pinion, only in the direction of the axis, until they touch the sides of the threads 32 of the shaft which work at the moment of disengagement.
Under these conditions, no other device is necessary to limit the distance between the pinion and the operating member, while said elements are mounted on the shaft.
Normally the grooves 37b of the organ
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operating mechanisms are elastically pushed against the parts 32a of the threads of the shaft which form, with the axis of the latter, an angle smaller than the other parts of the threads. This arrangement provides a means for locking the pinion 31 on the shaft 22, so that said pinion cannot be moved towards the gear wheel of the combustion engine until the transmission member 37 has been moved. -even moved to this wheel.
It can be seen clearly in FIG. 10 that if we were to obtain the engagement of its traction pinion 31 and to the right, this movement would be immediately thwarted: in fact, the actuator and the pinion are connected in such a way. that one cannot move along a propeller without moving the other; on the other hand, the helical displacement of the threads 33 of the pinion, along a part of the shaft provided with splines. of one. certain pitch, cannot take place while the splines 57b of the actuator have to move along a part of the splines of the shaft, splines of which the pitch is different.
In other words, it is clear that if one wanted to try to slide the threads 33 of the pinion to the right along the threads 32 of the shaft, as shown in figure 10, said threads 33 would get stuck. tight against the threads of the shaft, because the splines 37b of the actuator, touching the splined portion 32a of the shaft, prevent the pinion from turning. Under these conditions, as long as the actuator 37 remains in its normal position, the pinion cannot accidentally come into engagement with the gear wheel of the combustion engine.
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The device responsible for actuating the gear clutch 37 of the pinion comprises a lever 40, actuated by a pedal (not shown), and articulated on an axis 41 fixed by a nut 42 to the housing 21, as shown in FIG. 2. The lever 40 is normally held in the position shown in FIG. 1 by a spring, the central part of which 43 is wound around the axis 41, and of which the ends 44 and 45 are supported respectively on the housing 21 and on the lever 40. The spring 43 is organized so as to. push lever 40 in a clockwise direction. The lever 40 carries a button 44 which can hook the slurry bucket 25 of the switch.
The movement of the lever 40 is transmitted, to the operating member 37, by a device which can be disengaged by the operation of the crank when the operator uses the latter. This device comprises a button 50 placed near the lower end of the lever 40 and which normally engages the notch 51 of a sleeve 52 mounted concentrically on a hub 53. The hub 53 supports the discs 54 and 55. -which separate the sleeve 52 from the hub 53. The disc 54 is provided, in the vicinity of its periphery, with notches in which lugs 56 of the sleeve 52 engage. In these conditions, the movement of the hub 52 relative to the disc 64 is limited, in a certain direction, towards the inside of the sleeve, or towards the disc 55.
As shown in Figure 6, the last disc 55 carries a lug 57 which engages in an orifice 58 of the sleeve 50 and, once assembly
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done, rests against the wall 58a (see figure 15).
The sleeve 52 is provided with lugs 59, curved in which also in., Which form stops and 22 = carry / against the surface of the disc 55 # placed in front of the disc? 54.
Thus, once the sleeve 52 and the disc 55 are mounted, the movement of one of these members: relative to the other is limited, in a certain direction, so that the disc 55 does not. can more, once mounted, be moved towards the disc 54, and so that it hooked the lugs 59 and the surface 58a of the orifice 58 of the sleeve 52. The hub 53 which is obtained by taking a tube or in. rolling a plate, carries some. ergota 60 curved outwards. The sleeve 53 is passed through the central holes aligned, .des. discs. 55 and 54 until the pins
60 touch the right side of the disc 55. It is obvious then that the hub 53 cannot be moved further through the discs. 55, and 54.
Once the; parts in question thus assembled, the extreme edge 61 of the hub 53 is pressed against the left face of the disc 54. The sleeve 52, the means 53 and the discs
54 and 55 are thus kept assembled in a permanent manner. The sleeve 52 is drawn, preferably, from the plate shown in Figure 15. The latter is provided with lugs, tail: dovetail and notches 62 and
63 which are assembled so as to keep the plate a cylindrical shape. The notch 51 may therefore be considered as the extension of a substantially triangular orifice 64, specially limited by a wall 65 and by a wall 66, both oblique. relative to the axis of rotation of the sleeve 52.
The wall 65 of the sleeve. assembled 52 makes an angle of three to four degrees
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with a plane perpendicular to the axis of the shaft 22, while the wall 66 makes a larger angle.
To increase the friction between the shaft 22 and the sleeve 52, the hub 53, with which the sleeve 52 is connected so as to be driven by it, is provided with an orifice 70 which receives a button 71 pushes elastically against the shaft 22 by leaf spring 72. This spring conforms to retain button 71 in port 70 if sleeve 53 is mounted on the shaft so that it can be removed.
As the pinion drives the gear wheel 30 of the combustion engine, it rests on a stop collar 80 which is more clearly shown, on a double scale, in Figures 16 and 17. The collar stop 80 comprises a flat part 81 and a peripheral part 82. The flat part is provided with a central opening which receives the shaft 1 splines. The: parts of the flat surface 81, located between the notches 83, which receive the fileta 32 of the shaft, are organized so as to rest against a split ring 84 of wire, engaged in a groove 85 of the shaft 22.
The part 82 located at the periphery is provided with ergota 86 curved around the wire 84, as shown in FIG. 1, after the mounting of the stop collar 80. The longitudinal force of the shaft is transmitted to the shaft. housing, 21, by a planar washer 87 which touches a machined surface 88 formed on the housing near the left end of the bearing
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The operation of the starter is as follows:
The lever 40 is moved, in an anti-clockwise direction, which brings the button 50 to the right, along the shaft 22, and forces the sleeve 52 to move in the same direction, bringing the actuator 37 from the pinion to the gear wheel 30 of the combustion engine.
While the pinion engages the combustion engine gear wheel and before the starter motor switch closes, the button 50 touches the surface 65 which limits the notch 51 of the sleeve. 52. If the movement of the pinion to the right is stopped by the contact of the teeth of the latter with the.
teeth of the gear wheel, the lever 40, continuing its movement in an anti-clockwise direction, forces the actuator 37 of the pinion to move in a helical path, around the 'shaft 22, while pin 31 is elastically supported by spring 38,
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against the gearwheel dn m.oteur.â filllfJtionoPen'6'I during passage of the lever 40, from the position shown in figure 1 to the position shown in figure 7, the pinion rotates, from position shown in figure 4 in the position shown in figure 8, and its internal helical threads leave the sides of the threads 32 corresponding to the clutch, as seen in figure 10,
in order to come into contact with the sides of the threads of the shaft shown in figure 11 corresponding to the drive o The amplitude of this preliminary rotational movement of the pinion is sufficient for the latter to present its teeth with a view to their engagement with the wheel
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gearbox of the combustion engine.
Fig. 7 shows the apparatus just as the pinion is about to mesh with the gear wheel of the combustion engine. Fig.
11 which corresponds to FIG. 7 shows that the grooves 371 in the clutch have been brought closer to the pinion 31 much more than is normal. The spring 38 will therefore be compressed much more when the pinion has been turned to mesh with the toothed wheel of the combustion engine. When this condition is met, the spring 38 is released so as to cause the pinion to advance and engage with the gear wheel of the combustion engine. If lever 40 were to remain stationary during this spring loaded movement of the pinion, the pinion would mesh with the combustion engine gear wheel until its internal threads touch the sides of the threads. of the shaft which correspond to the disengagement.
During the period of time that the lever 40 has been brought into the position shown in fig.
12, just before closing the switch, the pinion a rotated until its threads 33 touch the walls of the threads 32 of the shaft corresponding to the drive.
A further movement of the lever 40, in an anti-clockwise direction, from the position of FIG. 12 to the position of FIG. 13, forces the button 44 of the lever 40 to push the slide 25 of the switch into the position corresponding to the closing of the latter. This obliges, on the one hand, the starter motor to rotate the shaft 22 and, on the other hand, the pinion 31 to drive the gear wheel 30 of the combustion engine. The direction of rotation corresponding to the drive of shaft 22 is that of ......
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a clockwise needle as can be seen by looking from the right end in the direction of arrow 90 in figure 1.
While the motor is operated by means of the crank, the shaft 22 rotates the sleeve 52 in the same direction, thus freeing the notch 51 of the button 50, and forcing the oblique wall 66 to touch the button.
50. Due to the contact of the surface 66 with the button 50, while the sleeve 52 rotates, the sleeve is pushed to the left, as shown in the drawing, from the position of Figure 12 to that of figure 13. The result is that the hub 53 of the sleeve 52 is withdrawn from the actuator 37 of the pinion, so that the latter can be moved at the same time as its actuator to the left when the pinion is automatically disengaged from the combustion engine gear wheel when starting the combustion engine.
Consequently, the automatic disengagement of the pinion can take place whatever the position of the lever 40. After starting, the operator releases the lever 40 to allow the spring 43 to return said lever to the position. shown in Figure 1. During the movement of the lever 40 towards its normal clockwise position, its button 50 touches the inclined surface 66 of the sleeve 52, thus forcing the latter to rotate again, towards its position. position, normal, so that the notch 51 still receives the end = 50. Under these conditions, it is clear that the operator must allow the lever 40 to return to its normal position in order to be able to restart the starting operation .
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While the pinion is disengaged, the latter is driven, with considerable force, following a helical path, out of the engagement of the gear wheel of the combustion engine and the pinion actuator is moved with the latter by little prèa following the same path until it touches the hub 53 of the sleeve. Thanks to its greater inertia, the pinion 31 can move more to the left before coming to a stop, thus giving the spring 38 a compression which is a little greater than normal. When the live force of the rotating pinion is absorbed by the compression of the spring 38, the latter rebounds and throws the pinion back into its normal position shown in FIG. 10.
The actuator 37 does not tend to rebound after having struck the sleeve 53 because it is followed by the pinion and by the compressed spring 58. When the actuator 37 occupies its normal position, its grooves 37b have play. relative to the threads 32 of the shaft. Under these conditions, when the actuator 37 is returned to its normal position, its splines 37b surely drop in front of the threads 33 of the pinion enough to touch the parts 32a of the splines of the shaft which are inclined on. the axis of the latter forming an angle different from that formed by the other parts of the same grooves.
In other words, there is enough play to be certain that the splines 57b of the actuator deviate notably to the left, from the junction of the parts. 32a of. tree nets with the. parts
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right of that tree.
This arrangement thus ensures constant cooperation between the grooves
37b of the shaft and parts 32a of its threads by locking the pinion 31 on the shaft until it. either disengages or released by the displacement, to the right, of the organ 37a
The present invention comprises the essential features of the inventions described in the patent application referred to above, in that, on the one hand, the engagement of the pinion with the gear wheel of the combustion engine is obtained by manual effort before closing the starter-motor switch, which reduces the deterioration of the teeth of the sprocket wheel, and, on the other hand, the pinion is automatically disengaged regardless of the position of the control lever,
which makes it unnecessary to apply a clutch device for the position overruns between the pinion and the starter motor shaft.
The present invention constitutes an improvement to the patent taken in France by the applicant on December 29, 1928 for Improvements in starter devices for combustion engines ", particularly in that the pinion is directly driven by the shaft. of the starter motor instead of being via an intermediate element which forms a part of the device responsible for rotating the pinion while it is pressed against the gear wheel of the combustion engine. by splines with clearance, established between the pinion and
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the shaft, the first can be directly driven by the second and the clearance allows the pinion to rotate relative to the shaft to facilitate engagement.
The pinion actuator can be manufactured very inexpensively, since it does not transmit the starting motor crank torque to the pinion, but serves only to turn the pinion by hand. The cost of the construction is also reduced by the fact that there is no need for any device other than the shaft itself to limit the distance of the starter from the pinion, The aforementioned feature also facilitates the mounting of the actuator and the pinion together on the shaft.
It is understood that the invention is in no way limited to the device described and represented here and that the latter is capable of receiving modifications of detail without the economy of the invention being affected by the modifications in question.
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