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"Perfeotionnements aux démarreurs pour moteurs" ayant fait l'objet de ses demandes de brevet aux Etats-Unis 36866 du 19 Août 1935 et 58278 du 9 Janvier 1936.
La présente invention est relative aux appareils pour la mise en marche des moteurs à combustion interne.
L'invention a principalement pour objet un démarreur pour moteurs, qui est efficace, durable, de fonctionnement silencieux et de construction économique. Conformément à la forme de réalisation décrite et représentée de l'invention, ces résultats sont obtenus en prévoyant une commande à fric- tion entre le moteur à mettre eh marche et le moteur de dé- marrage, la dite commande comprenant un disque ou collerette annulaire, combiné avec le volant du moteur ouautre élément relié à l'arbre vilebrequin du moteur à mettre en marche et une paire de disques d'entrainement qui sont actionnés par
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le moteur de démarrage et peuvent venir en prise avec les faces opposées du disque commandé.
L'invention comprend des moyens fonctionnant indépendamment du moteur de démarrage pour obliger les disques d'entraînement à venir en prise avec le disque commandé avant que le moteur de démarrage fonctionne, ainsi que des moyens agissant sous 1' action du fonctionnement du moteur de démarrage pour obliger les disques d'antrainement à être pressés contre le disque commandé avec une pression suffisante pour assurer l'entraînement entre le moteur de démarrage et le moteur à démarrer, la dite pression cessant lorsque le moteur à démarrer fonctionne de lui-même, de façon que celui-ci puisse fonctionner indépendamment du moteur de démarrage et que ce dernie r ne s oit pas entrainépar le moteur à combustion interne.
Ainsi qu'il apparaîtra plus clairement ci-après, le choc ou effort anormal accompagnant l'établissement des liaisons entre le moteur de démarrage et le moteur à démarrer a été réduit au minimum, et, par conséquent, le ronctionnement du mécanisme de commande du démarreur a été rendu plus silencieux, de sorte que la durée ainsi que la sûreté de fonctionnement du mécanisme de commando du démarreur ont été considérablement améliorées.
L'invention a également pour objet un démarreur pour moteurs, du type indiqué ci-dessus, qui est d'une construction simplifiée, ce qui permet de réduire le prix de fabrication, tout en maintenant la même efficacité, la morne durée et lemême fonctionnement silencieux. Pour l'obtention de ce résultat, le démarreur perfectionné comprend principalement un arbre tubulaire olaveté coulissant, longitudinale- ment , sur l'arbre commandé et co nstituant un des disques
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d' entrainement, un manchon constituant l'autre disque d' entrainement, monté sur l'arbre tabulaire et relié à celuici par des organes agissant comme des cames qui sont prévus à l'extérieur de l'arbre tubulaire et à l'intérieur du manchon.
Ces organes tonnant cames sont de préférence consti- tués par des cuvettes hélicoïdales correspondantes de roulements à billes, coopérant pour recevoir plusieurs roulements à billes qui, en réalité, agissent comme des filets de vis par rapport à l'arbre tubulaire intérieur et au manchon tabulaire extérieur. Les divers roulements à billes oonstituant une liaison antifriotion efficace entre le manchon et l'arbre, tout en assurant la solidité nécessaire for réaliser une liaison efficace, par effet de came, entre ces éléments.
Afin que 1' invention puisse être clairement comprise et aisément réalisée, elleva ma intenant être décrite plus en détail en référence au dessin annexé, dans lequel :
La fige 1 est une vue de coté, partie en coupe, montrant une forme de réalisation d'un appareil de démarrage établi confonnément à l'invention, dans son état normal.
La fig. 2 est une vue en coupe longitudinale partielle de l'appareil de démarrage de la fig. 1.
La fige 3 est un schéma des connexions du dit appareil de démarrage.
Les figs. 4 et 5 sont des vues partielles analogues à la fige l, mon-crant l'appareil de démarrage dans deux positions avant de faire fonctionner le moteur de démarrage.
La fig. 6 est une vue partielle, partie en coupe, cette vue étant faite dans lesens de la fléche 6 de la fig. 5.
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La fig. 7 est une vue en coupe faite suivant la ligne 7-7 de la fig. 4.
La fige 8 est une vue en coupe partielle faite suivant la ligne 8-8 de la fig. 5.
Les figs. 9,10 et 11 sont des vues schématiques oorrespondant respectivement aux figs. 1, 4 et 5.
La fige 12 est une vue. en coupe longitudinale partielle d'une seconde forme de réalisation d'un appareil de dé- marrage établi conformément à l'Invention.
Les figs. 13, 14, 15 et 16 sont des vues en coupe faites respectivement suivant les lignes 13..13, 14-14, 15-15 et 16-le de la fige 12. les figs. 17, 18 et 19 sent des vues schématiques analogues à la fig. 12, mais montrant le mécanisme dans différentes positions de fonctionnement.
En se reportant tout d'abord aux figures 1 à 11, on voit que le moteur 20 pour la mise en marche du moteur à combustion interne, est de préférence un moteur électrique, comprenant un bâti inducteur 21 combiné avec un bâti d'extrémité 22 et un logement 23 qui porte des paliers 24 et 25, respectivement, pour l'arbre d'induit 26 du moteur de démarrage, cet arbre 26 portant un induit 27.
En se reportant maintenant particulièrement aux figs.
1 et 2, on voit que l'arbre 26 porte un manchon 30 qui est claveté coulissant en 31 sur 1! arbre 26, de façon que le manchon 30 soit toujours relié à l'arbre 26, mais puisse coulisser sur celui-ci d'une distance limitée. L'extrémité gaucho du manchon 30, représentée plus particulièrement fig.
6, présente des encoches 32 diamétralement opposées et s' étendant longitudinalement, qui reçoivent respectivement des
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languettes ou pattes 33 qui s'étendent vers l'intérieur à partir du moyeu d'un étrier 34 qui est monté sur le manchon 30. L'étrier 34 est pourvu de bras 35 qui sont perces d'ouvertures pour recevoir des broches d'appui 36 diamètralement alignées par rapport au manchon 30 et s'étendent dans des trous 37 diamétralement opposés et ménggés dans le manchon 30. Chacune des broches 36 porte un galet 38 servant d'organe commandé dans le but décrit ci-après. L' étrier 34 est fixé en position, comme représenté fig. 2, par un écrou 39 coopérant avec l'extrémité gauche filetée 40 du manchon 30. Une rondelle de verrouillage 41 est disposée entre l'éorou 39 et le moyeu de l'étrier 34.
Ainsi, l'étrier 34 est relié, de manière à être commandé, au manchon 30 par les pattes 33 de l'étrier 34 et par les broches 36. Le manchon 30 est sollicité contre l'extrémité du palier 25 par un ressort 42 qui entoure l'arbre d'induit 26 et est disposé entre l'induit 27 et l'extrémité filetée 40 du manchon 30.
Le manchon 30 support un second manchon 50 présentant extérieurement unfiletage multiple à pas rapide comprenant des filets de vis hélicoïdaux 51 qui sont représentés en coupe transversale sur la fig. 7. Les filets de vis 51 coppèrent avec un écrou qui est constitué par la collerette annulaire 52, s'étendant vers l'intérieur, d'un collier 53 présentant une collerette 54 s'étendant vers l'extérieur. Le manchon 50 présente deux épaulements. L'épaulement de droite est cronstitué par une bague élastique 55 qui est engagée dans une rainure interrompue formée dans les filets de vis 51 près de l'extrémité droite de ceux-ci.
L'épaulement de gauche est constitué par une bague 56 fixée
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au manchon 50. Un ressort à boudin 57 entoure le manchon 50 et est disposé entre la bague 56 et la collerette 52, du manchon 50. Le ressort 57 sollicite le manchon ou collier 53 jusqu'à ce qu'il vienne en contact avec l'arrêt ou épaulement 55. Le manchon 50 comporte deux cames qui coopèrent respectivement avec les deux galets 38. Chacune de ces cames présente une surface 60 ayant un grand pas et une surface 61 ayant un pas plus petit. Comme représenté plus clairement fig. 9, la turface 60 de chacune de ces cames est séparée de la surface 61 de l'autre came par une saillie 62 qui limitele mouvement d'un galet 58 dans un sens par rapport à la came 60.
Le collier 53 est destiné à recevoir un mouvement coulissant longitudinal et à déterminer un mouvement de rotation du manchon 50. Afin d'empêcher la rotation du ' collier 53 pendant qu'il imprime au manchon 50 un mouve- ment de rotation, ledit collier 53 présente une paire de pattes 64, diamétralement opposées, destinées à venir en prise avec les côtés des bras 35 de l'étrier 34, le point de contact étant indiqué en 64X sur la fig. 6. Le mouvement coulissant longitudinal du collier 53 est effectue à l'aide d'un moyen qui agit indépendamment du moteur de démarrage.
Ce moyen comprend un levier de déplacement 70 présentant, à son extrémité supérieure, une fenze ou trou allongé 71 qui reçoit une broche 72 portée par une console en forme de fourche 73, solidaire d'une console 74, en forme de Z, fixée à un bâti d'électro-aimant 75 monté sur le bâti 21 du moteur de démarrage. Un ressort 76 entoure une broche 77 fixée à la console 73, et sollicite l'extrémité supérieure du levier 70 contre la broche 72. L'extrémité
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inférieure du levier 70 est en forme de fourche, de façon à comporter deux bras 78 portant chacun une broche 79 destinée à venir en prise avec la collerette annulaire 54 du collier 53.
Le levier 70 est actionné éleotromagnéti quement par un moyen qui va maintenant être décrit en référence à la fig. 3. Le bâti d'électro-aimant 75 est de préférence porté parle bâti inducteur 21 du moteur de démarrage. Comme re- présenté schématiquement fig. 3, le bâti d'électro-aimant 75 renferme des enroulements d'électro-aimant 80 et 81 en- tourant une armature mobile de solénolde 82 guidée par le bâti 75 pour pouvoir coulisser vers un noyau fixe 83 qui est disposé dans le circuit de flux magnétique de l'électroaimant. L'armature 82 est reliée, par une biellette 84, au levier 70.
L'armature 82 est combinée avec une tige 85 sur laquelle est monté un collier non conducteur 86 sollicité élastiquement, par un ressort 87, contre un épaulement 88, le ressort 87 étant disposé entre le collier 86 et une rondelle 89 empêchée de se déplacer vers la droite par une broche 90. Un ressort 91, disposéentre une partie fixe 92 et la tige 85, maintient normalement cette dernière et l'armature 82 dans la position normale, comme représenté fig. 3.
Le collier 86 porte un contact mobile 95 destiné à venir en prise avec les contacts 96 et 97 de l'interrupteur du moteur de démarrage. Le contact 96 est relié, par un fil 98, à une borne 99. Le contact 97 est relié au moteur de démarrage 20 qui est mis à la terre en 100..La borne 99 est reliée à une batterie d'accumulateurs 101 qui est mise à la terre en 102. La borne 99 peut être simultanément
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connectée à des bornes 103 et 104 par un contact mobile
105. La borne 104 est connectée à un contact 106 d'un in- terrupteur automatique comportant également une borne 107 connectée aux enroulements 80 et 81, l'enroulement 81 étant connecté au contact 97, et l'enroulement 80 étant mi s à la terre en 108.
Cet interrupteur automatique, désigné dans son ensemble par le nombre de référence 110, comprend une chambre d'aspiration 111 reliée, par un tuyau 112, au col- lecteur d'admission d'un moteur à combustion interne. Une paroi de la chambre 111 comporte un diaphragme 113 qui est fixé à un contact 114, ce contact étant normalement en prise avec les contacts 106 et 107, cette mise en prise étant assurée par l'action d'un ressort 115 disposé de fa- çon à presser le diaphragme 113 vers le bas, comme on le voit fig. 3.
La liaison de commande entre l'arbre d'induit 26 et le moteur à démarrer est réélisés par deux disques de com- mande destinés à venir en prise avec les cotés opposés d' un disque commandé que comporte le moteur à démarrer. Ce disque commandé peut affecter la forme d'une collerette annulaire 120 s'étendant à partir de la périphérie du vo- lant 121 (indiqué sur la fig. 8) du moteur à démarrer.
Le disque de commande qui vient en prise avec le côté droit de la collerette commandée 120, est constitué par l'épaule- ment 122 du manchon 30. Le disque de commande qui vient en prise avec le coté gauche du disque commandé 120,est constitué par l'épaulement 123 du manchon 50.
Comme spécifié précédemment, une caractéristique de l'invention consiste à amener les disques de commande 122 et 123 en prise avec le disque commandé 120 avant de faire
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fonctionner le moteur de démarrage 20. Ceci est effectué par un moyen indépendant du moteur de démarrage, savoir: le dispositif d'éleotro-aimant représenté schématiquement fig. 3. La façon dont les disques de commande sont amenés en prise avec le disque commandé va maintenant être décrite particulièrement en référence aux figs. 9, 10 et 11.
Pour mettre me moteur en marche, l'opérateur tourne le contact d'interrupteur 105, de façon à l'obliger à venir en prise avec le contact 103 et le contact 104. Le dispssitif d'allumage est alors mis en action, le circuit d'allumage étant connecté à la borne 103 qui est alors connectée à la batterie 101. La borne 104 étant alors également conneotée à la batterie 101, le courant passera de la batterie 101 par les enroulements 80 et 81, le premier de ces enroulements étant directement mis à la terrer en 108, et le second étant indirectement mis à la terre par l'intermédiaire du moteur de démarrage 20. Les enroulements d' électro-aimant 80 et 81 étant excités, l'armature 82 se déplacera vers la gauche, obligeant de ce fait le levier 70 à se déplacer pour osciller vers la gauche dans lesens des aiguilles d'une montre autour de son pivot 72.
Pendant le mouvement du levier 70, le contact 95 se déplacera vers les contacts 96 et 97, mais, avant que la mise en prise de ces contacts se produise, les disques de commande 122 et 123 seront amenés en prise avec le disque commandé 120, comme on le -verra en se reportant aux figs. 9, 10 et 11.
Lorsque le levier 70 osciller vers la gauche en entrainant avec lui les broches 79, le collier 53 sera tout d'abord déplacé de la position représentée figs. 1 et 2 à celle montrée fig. 4, et la collerette 52 sera déplacée de la
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position représentée fige 9 à celle montrée fig. 10. Afin de montrer le mouvement qui se produit, un des courts et larges filets hélicoïdaux présentés par la collerette 52 est représenté en coupe en 52X sur les figs. 9, 10 et 11.
Lorsque le filet de vis 52X se déplace vers la gauche, il est empêché de tourner dans le sens dans lequel- il -tendrait à tou mer lorsqu'il est en prise avec les filets de vis 51 du. manchon 50, en raison du fait que des prolongements 64 du collier 53 viennent en prise en 64X avec les bras 35 de l'étrier 34, comme représenté fige 6. Par conséquent, en raison de la masse de l'arbre 26 et des organes pouvant tourner avec celui-ci, l'inertie contre la rotation oblige l'arbre 26 à rester immobile pendant le déplacement de la collerette 52 du collier 53 vers la gauche à partir de la position normale représentée fig. 9. Par suite, le filet de vis 52X se déplace longitudinalement vers la gauche, mais ne tou me pas après que la saillie 64 est venue en prise avec les bras 35 de l'étrier 34.
En conséquence, le mouvement longitudinal de la collerette 52 du collier 53 vers la gauche oblige le manchon 50 à tourner dans lesens contraire à celui des aiguilles d'une montre, comme indiqué par le sens de la flèche 50X de la fig. 9. Etant donné que les galets 38 onv Tendance à rester immobiles par suite de l' inertie de l'arbre d'induit et des organes combinés avec celui-ci, cette rotation du manchon 50 dans lee sens contraire à celui des aiguilles d'une montre a pour effet de déplacer celui-ci vers la droite le long du manchon 50, par suite de l'effet de came se produisant encre les surfaces oonstituant cames 60 et 61 et les galets 38.
Ceci provoque tout d'abord la mise en prise du disque de commande 123
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avec le coté gauche du disque commandé 120, comme montré fige 10. Ce mouvement a été effectué par suite de la ooo- pération entre les galets 38 et les oames 60 ayant un grand pas.
La suite du mouvement du levier 70 vers la gauche avant que, ltinterrllpteur du, moteur de démarrage se ferme, oblige la collerette 52 à se déplacer de la position repré- sentée fig. 10 à oelle montrée fig. 11, provoquant de ce fait une nouvelle rotation du manohon 50 dans le sens oontraire à oelui des aiguilles d'une montre comme indiqué par le sens de la flèche 50X. Etant donné que le disque de commande 123 du, manchon 50 a déjà attaqué le disque commandé 120, le manchon 50 ne peut se déplacer davantage vers la droite. Par conséquent, la cama 61 coopère avec legalet 38 de manière à obliger le manohon 30 à se déplacer vers la gauche en opposition à l'action du ressort 42.
Pendant ce déplacement, le disque de commande 122 du manchon 30 est obligé de se déplacer vers la gauche, de la position représentée fig, 10 à oelle montrée fig. 11, jusque ce qu'il vienne en prise avec le disque commandé 120. Après que ceci s'est produit, l'extrémité inférieure du levier 70 ne peut se déplacer davantage vers la gauche.
La suite du mouvement de l'armature 82 vers la gauche pour fermer les contacts 95,96 et 97 peut avoir lieu en raison du fait qu'i n'y a pas de course morte entre 1' extrémité supérieure du levier 70 et le pivot 72. Juste avant que ces contacts soient fermés, le ressort 76 est maintenu comprimé par l'armature 82, de sorte qu'une pression élastique est exercée entre les broches 79 et la collorette 54 du collier 53.
Par conséquent, ce n'est qu'après
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que les disques de commande ont été amenés en prise avec le disque commandé sous l'effet d'une pression élastique que le contact d'interrupteur 95 du moteur de démarrage est amené en prise avec les contacts fixes 96 et 97. Lorsque ceci se produit, le moteur de démarrage 20 agit pour fa ire tourner l'arbre 26. L'enroulement 81 est alors mis en court circuit et l'enroulement 80 agit seulement pour ma inteni r fermé 1'interrupteur du moteur de démarrage.L' enroulement 80 comprend de préférence un grand nombre de spires de fil fin, et l'enroulement 81 comprend un nombre de spires plus faible de fil plus gros.
Les deux enroulements sont nécessaires pour attirer l'armature 82 initialement vers le noyau 83, mais l'enroulement 80 seulement est nécessaire pour maintenir l'armature 82 dans sa position attirée. Le moteur de démarrage agira alors pour faire tourner l'arbre 26 dans lesens des aiguilles d'une montre, comme on le voit en regardant dans le sens de la flèche 50X de la fig. 9. Au moment où le moteur de démarrage se met en marche pour faire tourner l'arbre 26, les disques de commande 122 et 123 étant al ors en prise aveo le disque commandé 120 et le disque de commande 122 étant directement claveté coulissant sur l'arbre 26, le disque de commande 122 tend à tou mer plus vite que ledisque de commande 123, et le galet 38 tend à tourner plus vite que la came 61, comme on le voit fig. 11.
Cette tendance que possède le galet 38 à remonter la* came 61, tend à coincer le disque de commande 123 contre le disque commandé 120 et le disque de commande 122 contre le dit disque commandé 120,
Ainsi, sous l'effet du fonctionnement du moteur électrique qui fait Tourner l'arbre 26, les disques de commande
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122 et 123 sont obligés de presser contre le disque commande 120 avec une pression suffisante pour assurer l'entrainement entre le moteur électrique et le moteur à combustion interne en vue de provoquer le démarrage de ce dernier. Par conséquent, le moteur électrique est relié au mateur à combustion interne pour l'entraîner et le fera démarrer.
Cette mise en prise pour l'entraînement a été effectuée silencieu- sement, du fait que des moyens indépendant du moteur de démarrage ont été utilisés pour amener les disques de oommande contre le disque commandé avant que lemoteur de démarrage soit connecté à la source de courant. Ensuite, lorsqut on fait fonctionner le moteur de démarrage, celui-ci produit silencieusement une pression entre les disques de commande et le disque commandé, pression qui est suffisante pour faire démarrer le moteur à combustion interne.
Lorsque le moteur à combustion interne fonctionne de lui-même et atteint une vitesse telle que la vitesse linéaire du disque commandé 120 assurée par lemoteur à c ombustion interne dépasse la vitesse linéaire des disques de commande 122 et 123 assurée par le moteur de démarrage, la liaison d'entraînement entre les disques de commande et le disque commandé de la commande du démarreur est automa- tiquement interrompue. Ceci est effectué du fait que, lorsque le disque commandé 120 tend à tourner plus vite que les disques de commande 122 et 123, les galets 38 tendent à descendre sur les surfaces formant cames 61, comme on le voit fige 11 par exemple. Après que lemoteur à combustion interne a été mis en marche, l'électro-aimant est désexcité automatiquement par l'ouverture de l'interrupteur automatique 110.
L'aspiration produite dans lecollecteur
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d'admission du moteur à combustion interne, lorsque celuici fonctionne, sera suffisante pour soulever le diaphragme 113 en opposition à l'action du ressort 115, écartant de ce fait le contact 114 des contacts 106 et 107. Le ressort 91 sera alors libéré pour assurer le déplacement des organes 85, 82, 84 et 70 vers la droite, comme on le voit fig. 3.
Le ressort 76 sera également libéré de façon à déplacer 1' extrémité supérieure du levier 70 vers la droite, ramenant ainsi ce dernier à sa position normale comme représenté fig.
1. De cette manière, les organes de commande du démarreur sont ramenés à la position normale, comme représenté figs.
1, 2, 4 et 9.
Pendant que l'électro-aimant est excité et que le ressort 76 est maintenu sous un degré de compression plus grand que la normale, les galets 38 sont sollicités, par la pression élastique exercée par le ressort 76, dans un sens tel que les di s que s de commande 122 et 123 viennent en prise avec le disque commandé 120 en y exerçant une pression élastique. Ceci est désirable tout d'abord dans le but de compenser l'usure des surfaces de friction des disques de commande et du disque commandé. Un autre but est également important.
Si le moteur à combustion interne démarre faiblement ou fait un faux départ et n'atteint pas une vitesse suffisante pour fonctionner de lui-même, le ressort 76 étant alors maintenu sous une pression plus grande que la normale par l' électro-aimant, le galet 79 monté aux extrémités inférieures des bras du levier 70 exercera une pression élastique vers la gauche sur la collerette 54 du collier 53, obligeant de ce fait les filets de vis 52X de la collerette 52 du collier 53 à exercer une pressionélastique sur les filets de
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via hélicoïdaux 51 du manchon 50.
Une force de commande est ainsi emmagasinée dans le ressort 76 qui tend à maintenir la coopération entre les galets 38 et les surfaces fomant cames 61, de sorte que si la pression entre les disques de commande et le disque commandé a tendance à disparaître pendant un faux démarrage ou un faible démarrage du moteur à combustion interne, les galets 38 seront obligés presque instantanément à venir en position pour coopérer avec les surfaces formant cames 61, de façon que, par suite du fonctionnement du moteur de démarrage, l'action de coincement entre les disques de commande et le disque commandé sera répétée. En d'autres termes le ressort 76 joue un rôle analogue à celui joué dans un embrayage ordinaire agissant dans un seul sens, par les ressorts qui sont chacun prévus pour coincer un galet ou rouleau entre la came de l'embrayage et l'enveloppe de celui-ci.
Ainsi, lorsque le moteur à combustion interne s'efforce à fonctionner sous l'effet de sa propre puissance et tend à dégager les disques de commande du disque commandé et qu'il ne réussit pas à atte indre une vimesse suffisante pour fonctionner par lui-même, la commande du moteur de démarrage est toujours prête à assurer instantanément le lancement du moteur à combustion interne.
Le dispositif, électromagnétique qui agit indépendamment du moteur de démarrage pour presser les disques de commande oontre les disques commandés avant que le moteur de démarrage soit mis en marche, constitue non seulement un dispositif convenable pour amener préalablement la commande du démarreur dans la condition voulue, mais il peut également coopérer parfaitement avec une commande de démarreur de ce type.
Une force relativement faible est nécessaire pour déplacer le
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disque de commande 123, de la position représentée fig. 9 à celle montrée fig. 10 dans laquelle il vient en prise avec le disque commandé 120, et une force sensiblement plus grande est nécessaire pour amener le disque de c.ommande 122 en prise avec le disque commandé 120 et pour effectuer la compression du ressort 76 au delà de son degré normal de compression. Le dispositif électromagnétique convient parfaitement pour fournir les foroes d'actionnement qui sont requises Au début, l'attraction sur l'armature 82 du solénoïde est relativement faible, mais la force requise pour déplacer le disque de commande 123 vers la droite est relativement faible.
A mesure que l'armature 82 se rapprche du noyau 83, la traction augmente considérablement pour fournir la force nécessairement plus 'grande requise pour amener le disque de commande 122 contre le disque commandé 120 et pour comprimer le ressort 76 au delà de son degré initial de compression. Il est également nécessaire que le contact d'interrupteur 95 du démarreur soit pressé oonzre les contacts . fixes 96 et 97 avec une pression suffisante pour assurer un bon contact électrique. L'électro-aimant convient également parfaitement; pour forunir la pression finale qui est nécessairefentre les contacts de l'interrupteur du démarreur.
Fendant le mouvement final de l'armature 82 vers la gauche, lorsque l'entrefer entre l'armature et he noyau, se ferme, la traction sur l'armature augmente considérablement et est suffisante non seulement pour effectuer les mouvements désirés de la commande du. démarreur, mais également pour comprimer le ressort 87 au delà de son degré inizial de compression et pour appliquer fortement le contact mobile 95 contre les contacts fixes 96 et 97.
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L'électro-aimant est construit de façon à exercer sur l'armature 82 une traction suffisante pour établir un bon contact électrique entre les contacts de l'interrupteur du démarreur. La traction magnétique requise pour fermer convenablement l'interrupteur est plus grande que celle qui est suffisante pour amener la commande du démarreur dans les conditions voulues préalablement au fonctionnement du moteur de démarrage. Etant donné qu'une pression excessive entre les disques de commande et le disque commandé, prélabl ement au fonctionnement du moteur de démarrage, est aussi indési- rablequ'une pression insuffisante, le ressort 76 agit pendant que l'interrupteur du moteur de démarrage est fermé pour limiter la force qui peut être exercée par l'éleotroaimant sur le levier de déplacement 70.
Le ressort 76 est établi de façon que, en étant dévié d'une certaine distance par l'armature 82 lorsqu'on ferme l'interrupteur du moteur de démarrage, il exercera la force voulue sur le levier 70, tendant à la faire tourner dans le sens des aiguilles d'une montre autour de son articulation le reliant à la biellette 84. De cette manière, le ressort 76 agit non seulement comme un ressort exerçant une pression élastique sur la collerette 54 du collier 53 dans le but spécifié ici, mais le dit ressort 76 agit également comme moyen pour limiter la somme de pression pouvant être exercée par l'électro-aimant.
En se reportant maintenant à la seconde forme de réalisation de l'invention, et particulièrement aux figs. 12 à 16, on voit que l'arbre 126 du moteur de démarrage porte un arbre tubulaire 130 qui est claveté coulissant, en 131, sur l'arbre 126, de façon que l'arbre tubulaire 130 soit toujours relié, en vue de l'entraînement, à l'arbre 126, mais puisse coulisser sur celui-ci d'une distance limitée. L'arbre tubu-
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laire 130 est sollicité contre l'extrémité du. palier 125 par un ressort 132, qui entoure l'arbre d'induit 126 et est disposé entre l'induit 127 et l'extrémité gauche de l'arbre tubulaire 130.
L'arbre 130 porte un disque de commande 133 et un disque de commande 134 destinés à être amenés en prise avec un disque commandé 135 relié au moteur à mettre en marche, et à actionner le dit disque 135. Le disque de commande 133 est de préférence solidaire de l'arbre 130. Le disque de commande 134 est relié à l'arbre 130 par un dispositif de liaison fileté comprenant plusieurs billes 138 occupant des rainures hélicoïdales correspondantes 139 et 140 ménagées respectivement dans l'arbre 130 et dans le prolongement tubulaire en forme de manchon 134a du disque de commande 134.
Ce dispositif de liaison entre le disque de commande 134 et l'arbre 130 est tel que, lorsque les disques 133 et 134 ont été amenés en prise avec le disque commandé 135 à l'aide de moyens décrits ci-après, la rotation de l'arbre 130 du moteur de démarrage dans le sens des aiguilles d'une montre, comme on le voit de l'extrémité droite de lafig. 12, déterminera le coincement des disques de commande contre le disque commandé avec une pression suffisante pour assurer le démarrage du moteur à combustion interne, et de manière que, lorsque ce moteur fonctionne de lui-même et que le disque commandé 135 tend à faire tourner les disques de commande 133 et 134 plus vite que ne peut le faire le moteur de démarrage, la pression de commande entre les disques de commande et le disque commandé soit interrompue,
de façon que le moteur à combustion interne ne puisse entrainer le moteur de démarrage à une vitesse excessive.
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Certains avantages importants sont obtenus du fait de l'emploi, comme dispositif de liaison entre l'arbre 130 et a le manchon 134 du disque de commande 134, d'un filet de vis constitué par des roulements à billes disposés dans une cuvette hélicoïdale formée par des rainures hélicoïdales correspondantes de l'arbre 130 et du manchon 134a. Ces rou- lements à billes constituent un excellent support antifrio- tion pour le disque 134 monté sur l'arbre 130, de façon qu' un mouvement de rotation et un mouvement longitudinal rel'a- rifs entre le disque 134 et l'arbre 130 puissent s'effectuer librement.
Ceci est important en ce qui concerne le fonction- nement des moyens (décrits ci-après) servant à déterminer la mise en prise des disques de commande avec le disque commandé préalablement au fonctionnement du moteur de dé- marrage. La libre liaison existant entre l'arbre 130 et le disque 134 est également importante en ce qui concerne le dégagement du disque de commande et du disque commandé lors- que le moteur à combustion interne fonctionne de lui-même.
Une grande liberté de mouvement enre les disques de comman- de 133 et 134 est nécessaire, afin que les disques de com- mande se dégagent très rapidement du disque commandé lors- que ce dernier tourne plus vite que les disques de commande au moment ou le moteur à combustion interne démarre. L'em- ploi de plusieurs roulemente à billes dans une cuvette héli- coïdale constitue une caractéristique importante, étant don- né que l'action de coincement qui se produit entre les dis- ques de commande pendant que le moteur de démarrage met le moteur à combustion interne en marche sera répartie sur un assez grand nombre d'organes, de sorte que l'usure et les risques de rupture seront réduts au minimum.
Il y a égale-
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ment lieu de remarquer que, en disposant le dispositif de liaison entre les disques de commande à l'extérieur de l'un de ceux-ci et à l'intérieur de l'autre, la longueur des prolongements Tabulaires s'étendant à partir des deux disques de commande a été rendue moindre comparée à la construction décrite en référence aux figs. 1 à 11, construction dans laquelle les cames de coincement sont prévues à l'extrémité du prolongement tubulaire d'un des disques de commande .
Comme dans le cas de la forme de réalisation décrite en référence aux figs. 1 à 11, le démarreur comprend un moyen indépendant du moteur de démarrage pour obliger les disques de commande 133 et 134 à être amenés en prise avec le disque commandé 135 avant que le moteur de démarrage fonctionne, afin de déterminer le coincement des disques de commande contre le disque commandé avec une pression suffisante pour transnettre un couple suffisant pour la mise en marche du moteur à combustion interne. Ce moyen servant à déterminer la mise en prise préliminaire des disques de commande avec le disque commandé va maintenant être décrit.
Le prolongement tubulaire 134a du disque 134 présente extérieurement une série de rainures hélicoïdales 141 dans lesquelles s'adapte la collerette 142 (rainurée intérieurement) d'un manchon 143 qui est supporté par un disque 144 rivé à l'extrémité gauche de l'arbre 130. Le disque 144 présente des languettes 147 qui sont reçues dans une rainure longitudinale 148 du manchon 143. Un ressort 145 est disposé entre le disque 144 et la collerette 142 et tend à maintenir le manchon 143 et le disque 134 dans la position relative représentée fig. 12 , c'est-à-dire avec les languettes 147
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portant contre les extrémités de gauche des rainures 148.
Le manchon 143 est claveté sur l'arbre tubulaire 130 de façon à pouvoir se déplacer longitudinalement sur celui-ci.
Par suite de la grande masse des organes reliés à l'anbre 130, et comprenant l'arbre d'induit 126 et l'induit 127, 1' arbre 130 tend à rester immobile lorsque le manchon 143 est déplacé longitudinalement. Par conséquent, le manchon 143 se déplace longitudinalement sans tourner sensiblement. Le pas des rainures 141 formées sur le moyeu en forme de manchon 134a du disque 134 est tel que, lorsque le manchon 143 est déplacé vers la gauche à partir de sa position représentée fig. 12, le disque 134 tournera par rapport à l'arbre 130 dans un sens tel qu'il déterminera la mise en prise du disque 134 avec le disque 135.
Afin que le manchon 143 puisse être déplacé vers la gauche à partir de sa position représentée fig. 12, il présente une collerette extérieure 149 pour recevoir les extrémités 150 d'un levier en forme de fourche 170 qui peut être actionné de la même manière que le levier 70 de la forme de réalisation des figs. 1 à 11.
Lorsque le levier 770 se déplace vers la gauche, l'ensemble de 1 a commande sera déplacé vers la gauche, de la position représentée fig. 17 à celle montrée fig. 18, déterminant de ce fait la mise en prise du disque de commande 133 avec le disque commandé 135. Ce mouvement de l'ensemble de la commande rencontre une résistance de la part du ressort 132 qui maintient normalement l'arbre 130 contre le palier 125.
Un nouveau mouvement du levier 170 vers la gauche, oblige le manchon 143 à se déplacer vers la gauche par rap-
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port au manchon 134a du disque de commande 134, forçant de ce fait ce dernier à tourner dans un sens tel, par rapport à l'arbre 130, que le disque 134 sera déplacé de la position représentée fig. 18 à celle montrée fig. 19, dans laquelle le dit disque 134 est en prise avec le disque commandé 135.
Les disques de commande ont maintenant terminé leurs mouvements préliminaires les amenant en prise avec le disque commandé. Par conséquent, la commande du démarreur a été préalablement amenée dans les conditions voulues pour être actionnée par le moteur électrique. Après que les disques de commandé ont terminé leur .mouvement préliminaire, l'extrémité inférieure du levier 170 ne peut plus se déplacer davantage vers la gauche, et les contacts de l'interrupteur du moteur de démarrage sont alors fermés comme expliqué en référence à la forme de réalisation des figs. 1 à 11, une pression élastique étant exercée entre l'extrémité 150 du levier 170 et la collerette 149 juste avant que ces contacts soient fermés.
Bien qu'on ait décrit seulement deux formes de réalisation de l'invention, il est entendu que d'autres tonnes de réalisation peuvent être adoptées sans s'écarter pour cela du cadre de la dite invention.
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"Improvements to motor starters" having been the subject of its patent applications in the United States 36866 of August 19, 1935 and 58278 of January 9, 1936.
The present invention relates to apparatus for starting internal combustion engines.
The main object of the invention is a starter for motors, which is efficient, durable, quiet in operation and economical in construction. In accordance with the embodiment described and shown of the invention, these results are obtained by providing a friction control between the motor to be started and the starting motor, said control comprising an annular disc or flange. , combined with the engine flywheel or other element connected to the crankshaft of the engine to be started and a pair of drive disks which are actuated by
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starter motor and may engage opposing faces of the driven disc.
The invention includes means operating independently of the starter motor to cause the drive disks to engage the driven disk before the starter motor operates, as well as means acting under the action of the operation of the starter motor. to force the anti-drive discs to be pressed against the controlled disc with sufficient pressure to ensure the drive between the starter motor and the motor to be started, said pressure ceasing when the motor to be started operates by itself, to so that it can operate independently of the starter motor and that the latter is not driven by the internal combustion engine.
As will appear more clearly below, the shock or abnormal force accompanying the establishment of the connections between the starter motor and the motor to be started has been reduced to a minimum, and, consequently, the operation of the control mechanism of the engine. starter motor has been made quieter, so that the duration as well as the dependability of the starter control mechanism has been considerably improved.
The invention also relates to a starter for motors, of the type indicated above, which is of a simplified construction, which makes it possible to reduce the manufacturing price, while maintaining the same efficiency, the dreary duration and the same operation. quiet. To obtain this result, the improved starter mainly comprises an olavé tubular shaft sliding, longitudinally, on the driven shaft and constituting one of the discs.
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drive, a sleeve constituting the other drive disc, mounted on the tabular shaft and connected to the latter by members acting as cams which are provided outside the tubular shaft and inside the. muff.
These thundering cam members are preferably constituted by corresponding helical cups of ball bearings, cooperating to receive several ball bearings which, in reality, act as screw threads with respect to the inner tubular shaft and the tabular sleeve. outside. The various ball bearings oonstituant an effective anti-friction connection between the sleeve and the shaft, while ensuring the necessary strength to achieve an effective connection, by cam effect, between these elements.
In order that the invention may be clearly understood and easily carried out, it will be described in more detail with reference to the accompanying drawing, in which:
Fig. 1 is a side view, partly in section, showing an embodiment of a starting device established in accordance with the invention, in its normal state.
Fig. 2 is a partial longitudinal sectional view of the starting device of FIG. 1.
Fig. 3 is a diagram of the connections of said starting device.
Figs. 4 and 5 are partial views similar to the freeze l, mon-crant the starting apparatus in two positions before operating the starter motor.
Fig. 6 is a partial view, partly in section, this view being taken along the direction of the arrow 6 of FIG. 5.
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Fig. 7 is a sectional view taken along line 7-7 of FIG. 4.
Figure 8 is a partial sectional view taken along line 8-8 of FIG. 5.
Figs. 9, 10 and 11 are schematic views corresponding respectively to Figs. 1, 4 and 5.
Fig 12 is a view. in partial longitudinal section of a second embodiment of a starting apparatus established in accordance with the invention.
Figs. 13, 14, 15 and 16 are sectional views taken respectively along lines 13..13, 14-14, 15-15 and 16-le of fig 12. Figs. 17, 18 and 19 shows schematic views similar to FIG. 12, but showing the mechanism in different operating positions.
Referring firstly to Figures 1 to 11, it can be seen that the engine 20 for starting the internal combustion engine is preferably an electric motor, comprising an inductor frame 21 combined with an end frame 22 and a housing 23 which carries bearings 24 and 25, respectively, for the armature shaft 26 of the starter motor, this shaft 26 carrying an armature 27.
Referring now particularly to Figs.
1 and 2, we see that the shaft 26 carries a sleeve 30 which is sliding keyed at 31 on 1! shaft 26, so that the sleeve 30 is still connected to the shaft 26, but can slide thereon a limited distance. The gaucho end of the sleeve 30, shown more particularly in FIG.
6, has diametrically opposed and longitudinally extending notches 32 which respectively receive
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tabs or tabs 33 which extend inwardly from the hub of a caliper 34 which is mounted on the sleeve 30. The caliper 34 is provided with arms 35 which are drilled with openings to receive pins. support 36 diametrically aligned with respect to the sleeve 30 and extend into diametrically opposed holes 37 formed in the sleeve 30. Each of the pins 36 carries a roller 38 serving as a controlled member for the purpose described below. The bracket 34 is fixed in position, as shown in fig. 2, by a nut 39 cooperating with the left threaded end 40 of the sleeve 30. A locking washer 41 is arranged between the ouor 39 and the hub of the caliper 34.
Thus, the yoke 34 is connected, so as to be controlled, to the sleeve 30 by the tabs 33 of the yoke 34 and by the pins 36. The sleeve 30 is biased against the end of the bearing 25 by a spring 42 which surrounds the armature shaft 26 and is disposed between the armature 27 and the threaded end 40 of the sleeve 30.
The sleeve 30 supports a second sleeve 50 having a rapid-pitch multiple thread on the outside comprising helical screw threads 51 which are shown in cross section in FIG. 7. The screw threads 51 cope with a nut which is formed by the annular flange 52, extending inwardly, of a collar 53 having a flange 54 extending outwardly. The sleeve 50 has two shoulders. The right shoulder is formed by a resilient ring 55 which engages in an interrupted groove formed in the screw threads 51 near the right end thereof.
The left shoulder consists of a ring 56 fixed
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to the sleeve 50. A coil spring 57 surrounds the sleeve 50 and is disposed between the ring 56 and the flange 52 of the sleeve 50. The spring 57 biases the sleeve or collar 53 until it comes into contact with the 'stop or shoulder 55. The sleeve 50 comprises two cams which cooperate respectively with the two rollers 38. Each of these cams has a surface 60 having a large pitch and a surface 61 having a smaller pitch. As shown more clearly in fig. 9, the turface 60 of each of these cams is separated from the surface 61 of the other cam by a projection 62 which limits the movement of a roller 58 in one direction relative to the cam 60.
The collar 53 is intended to receive a longitudinal sliding movement and to determine a rotational movement of the sleeve 50. In order to prevent the rotation of the collar 53 while it imparts to the sleeve 50 a rotational movement, said collar 53 has a pair of diametrically opposed legs 64 intended to engage the sides of the arms 35 of the caliper 34, the point of contact being indicated at 64X in FIG. 6. The longitudinal sliding movement of the collar 53 is effected by means of a means which acts independently of the starter motor.
This means comprises a displacement lever 70 having, at its upper end, a fenze or elongated hole 71 which receives a pin 72 carried by a fork-shaped bracket 73, integral with a bracket 74, Z-shaped, fixed to an electromagnet frame 75 mounted on the frame 21 of the starting motor. A spring 76 surrounds a pin 77 attached to the console 73, and biases the upper end of the lever 70 against the pin 72. The end
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lower lever 70 is fork-shaped, so as to include two arms 78 each carrying a pin 79 intended to engage with the annular collar 54 of collar 53.
The lever 70 is actuated electromagnetically by a means which will now be described with reference to FIG. 3. The electromagnet frame 75 is preferably carried by the inductor frame 21 of the starting motor. As shown schematically in fig. 3, the electromagnet frame 75 contains electromagnet windings 80 and 81 surrounding a movable solenoid frame 82 guided by the frame 75 to be able to slide towards a fixed core 83 which is disposed in the circuit of the solenoid. magnetic flux of the electromagnet. The frame 82 is connected, by a link 84, to the lever 70.
The frame 82 is combined with a rod 85 on which is mounted a non-conductive collar 86 elastically biased by a spring 87 against a shoulder 88, the spring 87 being disposed between the collar 86 and a washer 89 prevented from moving towards. the right by a pin 90. A spring 91, disposed between a fixed part 92 and the rod 85, normally maintains the latter and the armature 82 in the normal position, as shown in FIG. 3.
Collar 86 carries a movable contact 95 intended to engage with contacts 96 and 97 of the starter motor switch. The contact 96 is connected, by a wire 98, to a terminal 99. The contact 97 is connected to the starter motor 20 which is earthed at 100. The terminal 99 is connected to a storage battery 101 which is earth at 102. Terminal 99 can be simultaneously
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connected to terminals 103 and 104 by a movable contact
105. The terminal 104 is connected to a contact 106 of an automatic switch also comprising a terminal 107 connected to the windings 80 and 81, the winding 81 being connected to the contact 97, and the winding 80 being mi s at the end. land in 108.
This automatic switch, designated as a whole by the reference number 110, comprises a suction chamber 111 connected, by a pipe 112, to the intake manifold of an internal combustion engine. A wall of the chamber 111 comprises a diaphragm 113 which is fixed to a contact 114, this contact being normally engaged with the contacts 106 and 107, this engagement being ensured by the action of a spring 115 arranged fa- lesson in pressing the diaphragm 113 downwards, as shown in fig. 3.
The control link between the armature shaft 26 and the motor to be started is re-formed by two control discs intended to engage with the opposite sides of a controlled disc which the motor to be started comprises. This controlled disc may take the form of an annular flange 120 extending from the periphery of the flywheel 121 (shown in Fig. 8) of the engine to be started.
The control disc which engages the right side of the controlled flange 120 is constituted by the shoulder 122 of the sleeve 30. The control disc which engages the left side of the controlled disc 120 consists of by the shoulder 123 of the sleeve 50.
As previously specified, a feature of the invention is to bring the control discs 122 and 123 into engagement with the controlled disc 120 before making
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operate the starter motor 20. This is carried out by means independent of the starter motor, namely: the electromagnet device shown schematically in fig. 3. The manner in which the control discs are brought into engagement with the controlled disc will now be described particularly with reference to Figs. 9, 10 and 11.
To start the engine, the operator turns the switch contact 105, so as to force it to come into engagement with the contact 103 and the contact 104. The ignition device is then put into action, the circuit ignition being connected to terminal 103 which is then connected to battery 101. Terminal 104 then also being connected to battery 101, current will flow from battery 101 through windings 80 and 81, the first of these windings being directly earthed at 108, and the second being indirectly earthed through the starter motor 20. The electromagnet windings 80 and 81 being energized, the armature 82 will move to the left, thereby forcing the lever 70 to move to oscillate to the left in the sense of clockwise around its pivot 72.
During movement of lever 70, contact 95 will move to contacts 96 and 97, but before engagement of these contacts occurs, control discs 122 and 123 will be brought into engagement with controlled disc 120, as will be seen by referring to figs. 9, 10 and 11.
When the lever 70 oscillates to the left, dragging the pins 79 with it, the collar 53 will first of all be moved from the position shown in figs. 1 and 2 to that shown in fig. 4, and the collar 52 will be moved from the
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position shown freeze 9 to that shown in fig. 10. In order to show the movement which occurs, one of the short and wide helical threads presented by the collar 52 is shown in section at 52X in Figs. 9, 10 and 11.
As the 52X screw thread moves to the left, it is prevented from rotating in the direction it would tend to move when engaged with the 51 screw threads. sleeve 50, due to the fact that extensions 64 of the collar 53 engage 64X with the arms 35 of the caliper 34, as shown in Fig 6. Therefore, due to the mass of the shaft 26 and the members being able to rotate with it, the inertia against the rotation forces the shaft 26 to remain stationary during the displacement of the collar 52 of the collar 53 to the left from the normal position shown in FIG. 9. As a result, the screw thread 52X moves longitudinally to the left, but does not turn after the protrusion 64 engages the arms 35 of the yoke 34.
Consequently, the longitudinal movement of the flange 52 of the collar 53 to the left forces the sleeve 50 to rotate in a counterclockwise direction, as indicated by the direction of arrow 50X in FIG. 9. Since the rollers 38 tend to remain stationary due to the inertia of the armature shaft and the members combined therewith, this rotation of the sleeve 50 in the counterclockwise direction. a watch has the effect of moving the latter to the right along the sleeve 50, as a result of the cam effect occurring in the surfaces oonstituting cams 60 and 61 and the rollers 38.
This first causes the control disc 123 to engage
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with the left side of the controlled disc 120, as shown in fig 10. This movement was effected as a result of the operation between the rollers 38 and the oames 60 having a large pitch.
Further movement of lever 70 to the left before the starter motor switch closes, forces collar 52 to move from the position shown in fig. 10 as shown in fig. 11, thereby causing the manohon 50 to rotate again in the opposite direction to clockwise as indicated by the direction of the arrow 50X. Since the control disc 123 of the sleeve 50 has already engaged the controlled disc 120, the sleeve 50 cannot move further to the right. Consequently, the cama 61 cooperates with legalet 38 so as to force the manohon 30 to move to the left in opposition to the action of the spring 42.
During this movement, the control disc 122 of the sleeve 30 is forced to move to the left, from the position shown in fig, 10 to that shown in fig. 11, until it engages the controlled disc 120. After this has occurred, the lower end of the lever 70 cannot move further to the left.
Further movement of armature 82 to the left to close contacts 95, 96 and 97 can take place due to the fact that there is no dead travel between the upper end of lever 70 and the pivot. 72. Just before these contacts are closed, the spring 76 is kept compressed by the frame 82, so that an elastic pressure is exerted between the pins 79 and the collar 54 of the collar 53.
Therefore, it is only after
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that the control discs have been brought into engagement with the controlled disc by elastic pressure that the switch contact 95 of the starting motor is brought into engagement with the fixed contacts 96 and 97. When this occurs , the starter motor 20 acts to turn the shaft 26. The winding 81 is then short-circuited and the winding 80 acts only to keep the starter motor switch closed. The winding 80 preferably comprises a large number of turns of fine wire, and winding 81 comprises a lower number of turns of larger wire.
Both windings are necessary to attract armature 82 initially to core 83, but only coil 80 is necessary to maintain armature 82 in its attracted position. The starter motor will then act to rotate the shaft 26 in a clockwise direction, as seen by looking in the direction of arrow 50X in FIG. 9. At the moment when the starter motor starts to rotate the shaft 26, the control discs 122 and 123 being then in engagement with the controlled disc 120 and the control disc 122 being directly keyed sliding on the shaft. 'shaft 26, the control disc 122 tends to turn faster than the control disc 123, and the roller 38 tends to rotate faster than the cam 61, as seen in FIG. 11.
This tendency of the roller 38 to move up the cam 61 tends to wedge the control disc 123 against the controlled disc 120 and the control disc 122 against said controlled disc 120,
Thus, under the effect of the operation of the electric motor which causes the shaft 26 to rotate, the control discs
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122 and 123 are forced to press against the control disc 120 with sufficient pressure to ensure the drive between the electric motor and the internal combustion engine in order to cause the starting of the latter. Therefore, the electric motor is connected to the internal combustion die to drive it and start it.
This engagement for the drive was effected quietly, as means independent of the starter motor were used to bring the drive disks against the driven disk before the starter motor was connected to the power source. . Then, when the starter motor is operated, it silently produces pressure between the control discs and the driven disc, pressure which is sufficient to start the internal combustion engine.
When the internal combustion engine operates by itself and reaches a speed such that the linear speed of the controlled disc 120 provided by the internal combustion engine exceeds the linear speed of the control discs 122 and 123 provided by the starter motor, the drive link between the control discs and the controlled disc of the starter control is automatically interrupted. This is done because, when the driven disc 120 tends to rotate faster than the drive discs 122 and 123, the rollers 38 tend to descend onto the camming surfaces 61, as seen in Fig. 11 for example. After the internal combustion engine has been started, the electromagnet is automatically de-energized by opening the automatic switch 110.
The suction produced in the collector
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intake of the internal combustion engine, when the latter is running, will be sufficient to raise the diaphragm 113 in opposition to the action of the spring 115, thereby moving the contact 114 away from the contacts 106 and 107. The spring 91 will then be released for ensure the movement of the members 85, 82, 84 and 70 to the right, as seen in fig. 3.
The spring 76 will also be released so as to move the upper end of the lever 70 to the right, thus returning the latter to its normal position as shown in FIG.
1. In this way, the starter actuators are returned to the normal position, as shown in figs.
1, 2, 4 and 9.
While the electromagnet is energized and the spring 76 is maintained under a greater degree of compression than normal, the rollers 38 are biased by the elastic pressure exerted by the spring 76 in a direction such that the di s that s control 122 and 123 engage with the controlled disc 120 by exerting elastic pressure therein. This is desirable primarily for the purpose of compensating for the wear of the friction surfaces of the drive discs and the driven disc. Another goal is also important.
If the internal combustion engine starts weakly or makes a false start and does not reach a sufficient speed to operate on its own, then the spring 76 is then held under a greater pressure than normal by the electromagnet, the roller 79 mounted at the lower ends of the arms of the lever 70 will exert an elastic pressure to the left on the collar 54 of the collar 53, thereby causing the screw threads 52X of the collar 52 of the collar 53 to exert an elastic pressure on the threads of
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via helicals 51 of the sleeve 50.
A control force is thus stored in the spring 76 which tends to maintain the cooperation between the rollers 38 and the camming surfaces 61, so that if the pressure between the control discs and the controlled disc tends to disappear during a false start or weak start of the internal combustion engine, the rollers 38 will almost instantly be forced to come into position to cooperate with the cam surfaces 61, so that, as a result of the operation of the starter motor, the jamming action between the command disks and the commanded disk will be repeated. In other words, the spring 76 plays a role similar to that played in an ordinary clutch acting in only one direction, by the springs which are each provided to wedge a roller or roller between the cam of the clutch and the casing. this one.
Thus, when the internal combustion engine tries to operate under the effect of its own power and tends to disengage the control discs from the controlled disc and it does not succeed in reaching a speed sufficient to operate by itself - Likewise, the starter motor control is always ready to instantly start the internal combustion engine.
The electromagnetic device which acts independently of the starter motor to press the control discs against the controlled discs before the starter motor is started, not only constitutes a suitable device for bringing the starter control previously to the desired condition, but it can also cooperate perfectly with a starter control of this type.
A relatively small force is required to move the
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control disc 123, of the position shown in fig. 9 to that shown in fig. 10 in which it engages with the controlled disc 120, and a substantially greater force is required to bring the control disc 122 into engagement with the controlled disc 120 and to effect the compression of the spring 76 beyond its degree. normal compression. The electromagnetic device is ideally suited to provide the actuation forces which are required. At first, the pull on the solenoid armature 82 is relatively small, but the force required to move the control disc 123 to the right is relatively small.
As armature 82 approaches core 83, the pull increases dramatically to provide the necessarily greater force required to bring control disc 122 against controlled disc 120 and to compress spring 76 beyond its initial degree. compression. It is also necessary that the switch contact 95 of the starter is pressed on the contacts. fixed 96 and 97 with sufficient pressure to ensure good electrical contact. The electromagnet is also perfectly suitable; to provide the final pressure which is necessary between the contacts of the starter switch.
Slitting the final movement of the armature 82 to the left, when the air gap between the armature and the core closes, the traction on the armature increases considerably and is sufficient not only to effect the desired movements of the control of the armature. . starter, but also to compress the spring 87 beyond its initial degree of compression and to strongly apply the movable contact 95 against the fixed contacts 96 and 97.
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The electromagnet is constructed so as to exert sufficient traction on the armature 82 to establish good electrical contact between the contacts of the starter switch. The magnetic traction required to properly close the switch is greater than that sufficient to bring the starter control to the desired conditions prior to operation of the starter motor. Since excessive pressure between the control discs and the controlled disc, prior to starter motor operation, is as undesirable as insufficient pressure, spring 76 acts while the starter motor switch is on. closed to limit the force that can be exerted by the electromagnet on the displacement lever 70.
The spring 76 is so established that, by being deflected a certain distance by the armature 82 when the starter motor switch is closed, it will exert the desired force on the lever 70, tending to rotate it in. clockwise around its hinge connecting it to link 84. In this way, spring 76 not only acts as a spring exerting elastic pressure on collar 54 of collar 53 for the purpose specified here, but said spring 76 also acts as a means for limiting the amount of pressure that can be exerted by the electromagnet.
Referring now to the second embodiment of the invention, and particularly to Figs. 12 to 16, it can be seen that the starter motor shaft 126 carries a tubular shaft 130 which is slidably keyed, at 131, on the shaft 126, so that the tubular shaft 130 is always connected, for the purpose of 'drive, to the shaft 126, but can slide thereon a limited distance. The tubu- tree
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laire 130 is urged against the end of the. bearing 125 by a spring 132, which surrounds the armature shaft 126 and is disposed between the armature 127 and the left end of the tubular shaft 130.
The shaft 130 carries a control disc 133 and a control disc 134 intended to be brought into engagement with a controlled disc 135 connected to the motor to be started, and to actuate said disc 135. The control disc 133 is of preferably integral with the shaft 130. The control disc 134 is connected to the shaft 130 by a threaded connection device comprising several balls 138 occupying corresponding helical grooves 139 and 140 formed respectively in the shaft 130 and in the tubular extension. sleeve-shaped 134a of the control disc 134.
This connecting device between the control disc 134 and the shaft 130 is such that, when the discs 133 and 134 have been brought into engagement with the controlled disc 135 using means described below, the rotation of the clockwise starter motor shaft 130, as seen from the right end of fig. 12, will determine the jamming of the control discs against the controlled disc with sufficient pressure to ensure the starting of the internal combustion engine, and in such a way that, when this engine operates by itself and the controlled disc 135 tends to rotate control discs 133 and 134 faster than the starter motor can do, the control pressure between the control discs and the controlled disc is interrupted,
so that the internal combustion engine cannot drive the starter motor at excessive speed.
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Certain important advantages are obtained by virtue of the use, as a connecting device between the shaft 130 and the sleeve 134 of the control disc 134, of a screw thread consisting of ball bearings arranged in a helical cup formed. by corresponding helical grooves of the shaft 130 and of the sleeve 134a. These ball bearings provide excellent anti-friction support for disc 134 mounted on shaft 130, so that relative rotational and longitudinal movement between disc 134 and shaft 130. can be done freely.
This is important with respect to the operation of the means (described below) for determining the engagement of the drive disks with the driven disk prior to operation of the starter motor. The free connection existing between the shaft 130 and the disc 134 is also important with regard to the clearance of the control disc and the controlled disc when the internal combustion engine is running on its own.
A great freedom of movement between the control discs 133 and 134 is necessary, so that the control discs disengage very quickly from the controlled disc when the latter turns faster than the control discs when internal combustion engine starts. An important feature is the use of more than one ball bearing in a helical cup, since the wedging action which occurs between the control discs while the starter motor is turning the motor on. internal combustion in operation will be distributed over a fairly large number of components, so that wear and the risk of breakage will be reduced to a minimum.
There is also
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It should be noted that, by placing the connecting device between the control discs outside one of these and inside the other, the length of the Tabular extensions extending from the two control discs has been made smaller compared to the construction described with reference to Figs. 1 to 11, construction in which the jamming cams are provided at the end of the tubular extension of one of the control discs.
As in the case of the embodiment described with reference to Figs. 1 to 11, the starter comprises means independent of the starter motor for causing the drive disks 133 and 134 to be brought into engagement with the driven disk 135 before the starter motor operates, to determine the jamming of the drive disks against the controlled disc with sufficient pressure to transmit sufficient torque to start the internal combustion engine. This means for determining the preliminary engagement of the drive disks with the driven disk will now be described.
The tubular extension 134a of the disc 134 has on the outside a series of helical grooves 141 in which fits the collar 142 (grooved on the inside) of a sleeve 143 which is supported by a disc 144 riveted to the left end of the shaft 130 The disc 144 has tabs 147 which are received in a longitudinal groove 148 of the sleeve 143. A spring 145 is disposed between the disc 144 and the flange 142 and tends to hold the sleeve 143 and the disc 134 in the relative position shown in FIG. . 12, i.e. with the tongues 147
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bearing against the left ends of the grooves 148.
The sleeve 143 is keyed on the tubular shaft 130 so as to be able to move longitudinally on the latter.
As a result of the large mass of the members connected to the shaft 130, and comprising the armature shaft 126 and the armature 127, the shaft 130 tends to remain stationary when the sleeve 143 is moved longitudinally. Therefore, the sleeve 143 moves longitudinally without substantially rotating. The pitch of the grooves 141 formed on the sleeve-shaped hub 134a of the disc 134 is such that when the sleeve 143 is moved to the left from its position shown in FIG. 12, disc 134 will rotate relative to shaft 130 in a direction such as to determine the engagement of disc 134 with disc 135.
So that the sleeve 143 can be moved to the left from its position shown in FIG. 12, it has an outer flange 149 for receiving the ends 150 of a fork-shaped lever 170 which can be operated in the same manner as the lever 70 of the embodiment of Figs. 1 to 11.
When the lever 770 moves to the left, the control assembly will be moved to the left, from the position shown in fig. 17 to that shown in fig. 18, thereby determining the engagement of the drive disk 133 with the driven disk 135. This movement of the drive assembly meets resistance from the spring 132 which normally holds the shaft 130 against the bearing 125 .
A further movement of the lever 170 to the left, forces the sleeve 143 to move to the left relative to the
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port to the sleeve 134a of the control disc 134, thereby forcing the latter to rotate in such a direction, with respect to the shaft 130, that the disc 134 will be moved from the position shown in FIG. 18 to that shown in fig. 19, wherein said disc 134 engages with controlled disc 135.
The control discs have now completed their preliminary movements bringing them into engagement with the controlled disc. Consequently, the control of the starter has previously been brought into the conditions desired to be actuated by the electric motor. After the control discs have completed their preliminary movement, the lower end of lever 170 can no longer move further to the left, and the starter motor switch contacts are then closed as explained with reference to embodiment of figs. 1 to 11, an elastic pressure being exerted between the end 150 of the lever 170 and the collar 149 just before these contacts are closed.
Although only two embodiments of the invention have been described, it is understood that other embodiments can be adopted without thereby departing from the scope of said invention.