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pour : "Perfectionnements aux démarreurs par inertie pour moteurs à combustion."
La présente invention est relative aux disposi- tifs utilisés pour le lancement de moteurs à combustion d'aéronefs et autres, et plus spécialement à ceux des dis- positifs mécaniques destinés à faire tourner le moteur à lancer qui sont connus sous le nom de démarreurs par iner- tie, ainsi qu'aux dispositifs électriques d'allumage lors du démarrage, et elle. est remarquable notamment par un certain nombre de perfectionnements, utilisés ensemble ou séparément, à ce genre de dispositifs.
On sait que ces démarreurs comprennent essen- tiellement un moteur électrique ou autre permettant d'im-
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primér une grande vitesse à un volant relié par un méca- nisme comprenant une démultiplication de grand rapport à une griffe qu'une commande permet d'accoupler au moteur à démarrer lorsque ce volant a accumulé une énergie suffi- sante.
Un premier perfectionnement selon l'invention consiste en ce qu'en combinaison avec un limiteur de cou- ple interposé dans le mécanisme de transmission allant du volant à la griffe d'accouplement existe un dispositif élastique métallique agencé pour se bander progressive- ment sous l'effet d'une différence de vitesse momentanée entre deux organes de la dite transmission reliés l'un à l'autre sana démultiplication par l'intermédiaire de moy- ens leur permettant un déplacement angulaire relatif l'un par rapport à l'autre, le degré de tension du dit dispo- sitif élastique déterminant le couple d'entraînement ap- pliqué à la dite griffe d'accouplement, et le dit limiteur de couple étant alors établi pour ne glisser qu'en cas de couple résistant anormalement élevé.
Cette combinaison de moyens a l'avantage d'évi- ter le glissement du limiteur de couple lors de l'accou- plement du démarreur au moteur à lancer, un glissement ne se produisant que pour un couple résistant très supérieur au couple nécessaire pour commencer à faire tourner le vi- lebrequin du moteur, c'est-à-dire en cas de résistance a- normale ou de retour du moteur;
en outre, le couple d'en- traînement de la griffe d'accouplement croit très progres- sivement à partir d'une valeur faible ou nulle jusqu'à celle nécessaire pour faire tourner le vilebrequin,
Dans une réalisation préférée, le mécanisme de transmission comprend deux organes rotatifs tournant au- tour du même axe, immobiles relativement parallèlement à cet axe, et dont l'un est entraîné à partir du volant du démarreur et l'autre est solidaire en rotation de la
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griffe d'accouplement au moteur, et la transmission entre ces deux organes rotatifs est assurée par un organe mobi- le, monté de façon à pouvoir coulisser parallèlement au dit axe et relié à cet effet aux dits deux organes rota- tifs par des clavetages coulissants dont l'un au moins comprend des rampes hélicoïdales réversibles ou analogues,
cet organe mobile étant soumis à l'action d'un dispositif élastique le sollicitant parallèlement au dit axe en sens opposé au déplacement qu'il opère sous l'action des dites rampes lorsque l'organe rotatif entraîné précité tourne 'moins vite que l'organe rotatif d'entraînement.
Avantageusement, l'organe rotatif d'entraîne- ment est formé par un barillet et l'organe entraîné par un manchon coaxial sur lequel la queue de la griffe d'ac- couplement est clavetée coulissante, l'organe mobile pré- sentant des cannelures coopérant avec des cannelures pra- tiquées sur les surfaces en regard du barillet et du man- chon et étant soumis à l'action d'un ou d'une série de ressorts logés dans le barillet.
Il est avantageux que les cannelures précitées soient l'une et l'autre formées par des rampes hélicoida- les- de façon à augmenter l'angle de décalage entre les deux organes de l'accouplement élastique.
Un autre perfectionnement selon l'invention con- cerne les démarreurs dans lesquels la griffe présente un trou axial pour le passage d'une tige coulissante terminée par une butée contre laquelle cette griffe est appliquée par un moyen élastique et vise à réaliser l'étanchéité de ce trou de manière à empêcher toute entrée d'huile dans la carter du démarreur.
Selon une réalisation, cette étanchéité est as- surée au moyen d'une bague en matière plastique, de sec- tion en forme de U, insérée dans ce trou et dont les deux bras sont radiaux et au contact des deux faoes ex-
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térieure et Intérieure de la griffe, le dit moyen élasti- que comprenant un ressort prenant appui sur cette bague et la maintenant comprimée.
Selon une autre réalisation, un bouchon étanche est rapporté au centre de la face extérieure de la griffe et présente une chambre interne permettant la course de la dite tige et de sa butée lors des coulissements de la griffé.
Un autre de ces perfectionnements consiste en ce que, l'appareil étant du type qui comporte une griffe d'accouplement entrainable par un barillet que met en ro- tation, par l'intermédiaire d'un train réducteur épicy- cloïdal et d'un limiteur de couple à friction, un volant entralné à grande vitesse, le dit limiteur de couple est interposé entre la carter du réducteur et une roue plané- taire normalement fixe du dit train épicycloïdal, le glis- sement en cas de surcharge s'opérant ainsi entre cette roue et le carter.
Cette disposition permet d'augmenter beaucoup le diamètre des disques du limiteur de couple et par conséquent d'en diminuer le nombre ou de diminuer la pres- sion des ressorts.
Un autre perfectionnement encore réside dans le fait qu'un dispositif de réglage d'un limiteur de couple interposé dans la transmission entre le volant et la grif- fe d'accouplement avec le moteur est accessible de l'ex- térieur.
Un autre perfedtionnement, c'est que le moteur électrique d'entraînement du volant est à régime modéré (de l'ordre de huit à dix mille tours par minute) et qu'un multiplicateur de vitesse est interposé entre ce moteur et le dit volant, l'ensemble du dit multiplicateur étant de préférence solidaire du dit moteur et se démon- tant en bloc avec lui. On peut ainsi.:
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1 ) utiliser un moteur électrique ayant un bien meilleur rendement que celui des moteurs électriques à très grande vitesse,
2 ) augmenter la vitesse du volant à lancer et diminuer ainsi son poids.
Un autre perfectionnement, également objet de l'invention vise l'appareillage électrique utilisé pour le lancement d'un moteur d'aéronef. Ce perfectionnement consiste en un contacteur comportant deux plots mis à la masse et coopérant respectivement avec deux contacts mobi-. les reliés l'un à l'une des magnétos du moteur à lancer et l'autre à la seconde magnéto, et au moins un troisième. plot. fixe également mis à la masse et ooopérant avec un troisième contact mobile relié au générateur.auxiliaire de départ.
Dans le cas' où le dit générateur est une bobine le contacteur comporte un quatrième plot fixe Identique au troisième et coopérant avec un quatrième contact mobi- le, ces deux contacts mobiles étant à trois positions et pouvant venir se fermer respectivement sur deux autres plots fixes reliés aux deux pales de la source de courant.
D'autres perfectionnements ressortiront encore de la description ci-après d'un exemple de réalisation de démarreur électrique présentant l'ensemble des perfection- nements précités, et d'un appareillage d'allumage de dé- part
Cet exemple de réalisation de démarreur est re-, présenté en coupe longitudinale à la fig. 1 du dessin ci-joint : la fig. 2 est une coupe partielle suivant la ligne II-II de la fig, 1 ; la fig. 3 représente une variante de réalisa- tion d'un détail , et la fig. 4 une variante d'un autre détail ;
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la fig. 5 représente en perspective et partielle- ment en coupe la partie antérieure de l'appareil ; la fig, 6 représente un détail de réalisation ; la fig. 7 est une variante de la fige 6 ; la fig. 8 est une variante d'un détail ;
la fig. 9 représente schématiquement un appareilla- ge d'allumage de départ comportant une magnéto de départ ; les figs. 10 et 11 représentent le contacteur de commande dans deux autres positions de marche ; les figs. 12, 13 et 14 sont respectivement analo- gues aux figs. 10,11 et 12 dans le cas d'appareillage compor- tant une bobine de départ.
Le démarreur représenté comporte comme tous les démarreurs à inertie un volant 1. Ce volant 1 est boulonné sur un plateau 2 solidaire d'un moyeu allongé creux 3 supporté près de ce plateau par un palier 4 porté par un plateau 5 fixé en bout d'une boite cylindrique 6 portée par une cloison 7 in- @ térieure au carter de l'appareil. Ce plateau porte, du côté opposé à celui où se trouve le volant 1, plusieurs axes 8 an- gulairement répartis autour du moyeu 3 et sur lesquels sont montés respectivement des pignons 9 engrenant d'une part avec un pignon commun 10 solidaire du moyeu 3, et, d'autre part, avec un pignon 11 à denture intérieure et dont le moyeu 12 est monté fou sur le moyeu 3 du volant.
A coté de ce moyeu 12 le moyeu 3 porte également fou, le moyeu 14 d'un plateau porte-satellites 15 sur lequel sont montés plusieurs pignons 17 engrenant avec un pignon planétaire 18 solidaire du moyeu 12 et avec une roue planétaire 19 portée par un manchon 20 centré dans la boîte 6 et pourvu d'une collerette extérieure 21 fixée sur l'extrémité de la boite 6 opposée à celle portant le plateau 5. Ce manchon 20 porte une deuxième roue planétaire 23 avec laquelle engrènent des satellités 24 montés sur un plateau porte-satellites 25
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dont le moyeu 26 est lui aussi monté fou sur le moyeu 3.
Les satellites 24 engrènent d'autre part avec un pignon planétaire 28 solidaire du moyeu 14. Un pignon 29 est solidaire du moyeu 26 et engrène avec plusieurs pignons 30 portés par des axes 31 fixés au fond d'un barillet ro- tatif 32 centré par des roulements à billes 33 dans une portée 34 du carter, Au centre du fond de ce barillet 32 est logé un roulement à billes 35 qui sert de palier à l'extrémité du moyeu 3. Ces pignons 30 engrènent avec une roue planétaire 36 qui porte extérieurement des cannelures sur lesquelles sont enfilés les disques annulaires d'un limiteur de couple à friction du type usuel dont les res- sorts 38 pressent l'ensemble de ces disques contre une plaque rapportée 39 fixée au carter et qui centre la roue 36 par ltintermédiaire d'une portée lisse ménagée sur celle-ci.
Chacun des ressorts 38 a une de ses extrémités emboîtée dans une cuvette 40 solidaire de doigts 41 qui traversent la paroi du carter et font saillie à l'exté- rieur où tous ces doigts 41 sont en contact avec un pla- teau 42 se vissant sur un filetage 43 pratiqué sur l'ex- térieur de la portée cylindrique 34.
La face intérieure de la partie cylindrique du barillet 32 présente des rampes hélicoïdales à pas réver- sible 45 en prise avec des rampes correspondantes 46 mé- nagées sur la périphérie .cylindrique d'un organe mobile en forme de cuvette 47 percée en son centre d'un trou dans la paroi duquel sont pratiquées des cannelures 48 pouvant être formées par des rampes hélicoïdales et engagées sur des cannelures ou rampes 49 correspondantes d'un manchon 50 coaxial au barillet et centré à son extrémité sur une portée cylindrique .51 en saillie sur le fond du barillet 32. A son autre extrémité le manchon 50 porte un plateau 52.
Un gros ressort coaxial ou une série de forts res- sorts 53 sont disposés à l'intérieur du barillet 32 entre
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la cuvette 47 et ce plateau 52, Un anneau de retenue 54 qu'un emmenchement à cannelures dans le barillet 32 soli- darise avec ce dernier maintient axialement le manchon 50 étant lui-même retenu longitudinalement par un écrou 55 vissé sur l'extrémité du barillet 32
A l'intérieur de l'alésage de ce manchon 50 sont taillées des cannelures 58 enfilées sur des cannelu- res longitudinales taillées sur la queue 60 de la griffe 61 d'accouplement au moteur à lancer, cette dernière pou- vant ainsi coulisser longitudinalement par, rapport au man- chon 50.
Ce déplacement possible est limité par deux é- paulements 62 et 63 qui viennent buter respectivement en bout des cannelures 58 et en bout du manchon 50. Cette queue 60 présente du c8té opposé à la griffe 61 un cham- brage axial 64 dans lequel est logé un ressort 65 inter- posé entre le fond de ce chambrage et un épaulement 66 d'une longue tige 67 logée dans l'axe du moyeu creux 3 et de la queue 60 qu'elle traverse tous deux librement de part en part ainsi que le fond de ce chambrage 64. Elle peut ainsi coulisser longitudinalement et un écrou 68 est vissé sur son extrémité qui fait saillie à l'extérieur dans l'a- xe de la griffe 61, cet écrou formant ainsi butée contre le corps de cette griffe pour limiter le déplacement axial de la tige sous la poussée du ressort 65.
L'extrémité op- posée de la tige centrale 67 est attelée sur l'un des bras d'un balancier 70 porté par un axe fixe 71 à l'intérieur du carter et dont l'autre bras est attaqué par une tige coulissante 72 faisant saillie à l'extérieur du carter.
L'extrémité du moyeu 3 la plus voisine du volant 1 est solidaire d'un pignon 75 qui engrène avec une roue 76 de plus grand diamètre montée folle sur l'arbre 77 d'un moteur électrique 78 à vitesse modérée, de l'ordre de huit à dix mille tours par exemple. Cette roue 76 possède de plus une jante 79 intérieurement à laquelle est disposé
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un plateau 80 dont le moyeu est claveté sur l'arbre 77.
Un axe 81 fixé sur le plateau 80, près de sa périphérie, passe dans un oeil ovalisé radialement 82 à l'extrémité d'une mâchoire circulaire élastique 83. Celle-ci est centrée en trois points sur le plateau de manière qu'il existe au repos un jeu entre cette mâchoire 83 et la jan- te 79' qui l'entoure mais que sous 1'action, de la force centrifuge la mâchoire s'ouvre élastiqmement et vienne frotter contre cette jante 79, assurant ainsi l'entraîne- ment de la roue 76. L'embrayage est établi pour être auto-serreur mais non auto-bloqueur. Il se trouve ainsi être à capacité d'entraînement variable, à une même vi- tesse, suivant que c'est l'une ou l'autre de ses deux parties qui est motrice et l'autre résistante.
L'ensem- ble multiplicateur 76 - 83 est établi pour pouvoir passer à travers l'orifice du carter dans lequel vient s'emboï- ter l'extrémité du moteur 78 et peut ainsi être enlevé et mis en place d'un seul bloc avec ce moteur dont le carter porte une bride 85 de fixation sur les bords du dit ori- fice.
Sur le fond du barillet 32 est en outre fixée une roue d'engrenage 86 concentrique au barillet et qui engrène avec une.roue 87 calée sur un arbre 88 tourillonné dans le carter et qui fait saillie à l'extérieur par une tête 89 destinée à recevoir une manivelle ou autre organe d'entraînement à la main.
Le fonctionnement est le suivant :
Lors de la mise en route du moteur électrique 78, l'embrayage centrifuge à friction 79 - 83 n'est pas en prise de sorte que le moteur démarre à vide et que l'appel de courant est relativement faible ; l'arbre 77 du moteur entraîne le plateau 80 à vitesse croissante, la mâchoire 83 s'ouvre alors progressivement sous l'action de la force centrifuge croissante et vient frotter contre
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la jante 79 lorsque le moteur tourne à une vitesse prédé- terminée, ce qui assure l'entraînement de la roue 76 et du volant 1 par l'intermédiaire du multiplicateur de vi- tesse 76 - 75. Cette rotation du volant 1 se transmet au barillet 32 par l'intermédiaire des pignons démultiplioa- teurs 10,
9 et 11 et des trains démultiplicateurs épicy- clotdaux 18,17, 19, 28, 24, 23 et 29, 30, 36, la roue planétaire 36 étant maintenue immobile par le dispositif à friction 37 à 40. Comme rien ne s'oppose à la rotation de la griffe 61 et du manchon 50 qui en est solidaire, la cuvette 47 solidaire en rotation du manchon 50 est entraû- née à tourner par les rampes hélicoïdales 45 sans avoir tendance à se visser dans le barillet 32.
Lorsque le volant 1 est suffisamment lancé, on tire sur la tige 72, ce qui est obtenu ici par un électro- aimant 90 excité au moment choisi ; la tige 66 se trouve alors poussée dans le sens! et tend à comprimer le res- sort 65 qui repousse à son tour la griffe 61 pour l'amener en prise avec celle du moteur.
Dès que les deux griffes entrent en prise, la griffe 61 se trouve immobilisée et il existe alors une rotation relative du manchon 50 et du barillet 32, ce qui se traduit par un déplacement axial de la cuvette 47 à l'encontre des ressorts 53 qu'elle comprime progressive- ment jusqu'à ce que le couple transmis par cette cuvette à la griffe 61, lequel dépend de la tension de ces res- sorts, soit suffisant pour commencer à faire tourner le vilebrequin du moteur à lancer. Aussitôt que ce dernier moteur tourne par ses propres moyens, sa griffe de lance- ment repousse en arrière la griffe 61 qui revient dans la position de la fig. 1, à l'encontre du ressort 65, ce- pendant que les ressorts 53 se détendent et ramènent la cuvette 47 à sa position de repos.
En cas de couple résistant anormalement élevé
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mais limité il se produit un glissement du dispositif à friction 37 à 40 et par conséquent une rotation corres- pondante de la roue planétaire 36. La valeur du couple maximum que permet de transmettre ce limiteur 39 - 40 se règle très facilement, sans qu'il soit nécessaire de dé- monter l'appareil par la simple manoeuvre de l'écrou 42, extérieur à l'appareil.
D'autre part, l'embrayage 83- 79 est établi de manière que, lorsque le couple résistant devient anor- malement élevé et produit un ralentissement du volant et du moteur électrique 78, son couple d'entraînement soit inférieur à celui du moteur à une vitesse pour laquelle la force contre-électromotrice du moteur est suffisante pour limiter l'intensité du courant moteur à une valeur supportable en permanence par les enroulements. Il se produit alors un glissement de la mâchoire 83 par rapport' à la jante 79' et le débrayage automatique ainsi obtenu permet; de laisser le courant sur le moteur électrique 78 sans risque de court-circuit puisque ce moteur peut con- tinuer ainsi à tourner à bonrie vitesse alors que la vi- tesse du volant continue à diminuer.
Dans le cas de non fonctionnement du moteur électrique on peut lancer le volant 1 à la main par l'in- termédiaire de l'arbre 88 qui permet de faire tourner le barillet 32, et par conséquent le volant par l'intermé- diaire de la transmission démultiplicatrice ehtre le vo- lant et le barillet, laquelle fonctionne alors en multi- plicateur de vitesse.
On remarquera que cette transmission présente une raison considérable pour un encombrement et un poids très réduits.
La fig. 3 représente une variante de réalisa- tion du dispositif de réglage du limiteur de couple 37 à 40. Dans cette variante la cuvette 40 d'appui des res-
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sorts 38 est appliquée contre une pièce filetée 92 se vissant dans le carter et portant une denture 93 avec laquelle engrène un pignon 94 porté par un axe 95 qui fait saillie hors du carter. Il est clair qu'en faisant tourner cet axe 95 on visse plus ou moins dans le carter la pièce filetée 92, réglant ainsi la tension des ressorts.
Dans la variante de la fig. 4 l'embrayage cen- trifuge à mâchoire élastique auto-serreuse est remplacé par la combinaison avec une roue libre 96 d'un embrayage centrifuge à capacité d'entraînement Identique dans les deux sens de rotation, cet embrayage comportant des mas- selottes 97 mobiles radialement dans une cage 98 pour ve- nir frotter contre la jante 79 sous l'action de la force centrifuge, cette cage 98 étant portée par l'arbre 77 par l'intermédiaire de cette roue libre 96.
Lorsqu'on met en route le moteur électrique, l'embrayage 79'- 97 n'est pas en prise et l'arbre 77 entraîne seulement la cage 98 par l'intermédiaire de la roue libre 96 ; il démarre donc pra- tiquement à vide ; une fois qu'il est lancé les masselot- tes 97 viennent frotter contre la jante 79 et assurent l'entraînement de la roue 76 et de tout le mécanisme que celle-ci actionne. La roue libre 96 permet à cette roue 76 de tourner plus vite que l'arbre 77 de sorte que si on coupe le courant d'alimentation du moteur électrique, ce dernier ne sera pas entralné par le volant et ne le frei- nera pas.
La fig. 5 reproduit en perspective la partie an- térieure de la fig. l, les ressorts 53 étant remplacés par un ressort unique coaxial à la griffe 53a.
La fig. 6 indique un moyen d'empêcher l'huile du moteur ou autre de pénétrer dans le carter du démarreur à travers le pasage 69 ménagé dans la griffe 61 pour la tige 67 présentant une butée 68 entre laquelle la noix est appliquée par le ressort 64. Ce moyen consiste en
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une bague en matière plastique 99 dont la section est en forme de U, les deux lèvres de cet U s'appliquant respec- tivernent sur les faces transversales avant et arrière de la griffe 61. Cette bague peut être en deux pièces, com- me représenté, et c'est sur elle que prend appui le res- sort 64:. par l'intermédiaire d'une rondelle 100. Dans ces conditions, la matière de cette bague est mise sous ten- sion et s'applique intimement sur les parois du passage 69 et sur la tige 67.
Comme le montre la variante de la fig. 7, le même résultat pourrait être simplement obtenu au moyen d'un bouchon fileté 102 venant obturer un évidement cen- tral de la griffe 61, l'étanchéité étant réalisée à l'ai- de de deux bagues 103 et 104.
Ce bouchon 102 en forme de cuvette présente une chambre interne 105 de profondeur suffisante pour permettre à la butée 68 de la tige 67' d'effectuer sa course.
Enfin, la fig. 8 représente une variante du dis- positif de lancement à la main selon laquelle l'arbre 88 est enfermé dans le carter et est relié par un couple conique 106-107 à un arbre 108 disposé perpendiculaire- ment à l'axe de la griffe et présentant la tête 89 très accessible destinée à recevoir une manivelle amovible ou autre. Le lancement à la main peut être ainsi opéré dans les meilleures conditions.
Sur la fige 9 qui représente schématiquement l'appareillage électrique d'allumage pour le lancement on a désigné par 201 la magnéto de marche normale et par 202 le plot de départ qu'elle comporte ; 203 désigne une des bougies et 204 la masse métallique du moteur 205 est la magnéto de départ dont le secondaire est relié par un fil 206 au plot de départ 202 de la magnéto de mar- che normale 201, tandis que son primaire est relié par
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un fil 207 à un contact mobile 208 d'un contacteur 209.
Ce contact 208 coopère avec un plot 210 et le contacteur comporte deux autres plots 211 et 212 reliés à la masse 204 et coopérant respectivement avec des contacts mobiles 213 et 214 reliés respectivement par les fils 215 et 216 aux magnétos de marche normale du moteur.
Le fonctionnement de cet appareillage est le suivant :
A l'arrêt (Fig. 10) les trois contacts mobiles 208, 213 et 214 sont fermés respectivement sur les plots correspondants 209, 211 et 212 et les primaires respec- tifs des trois magnétos sont à la masse. L'allumage est coupé et la sécurité absolue.
Pour le lancement du moteur (Fig. 11) les con- tacts mobiles 208, 213 et 214 sont écartés des plots 209, 211 et 212 et les primaires des trois magnétos sont isolés de la masse. Les trois magnétos peuvent donc donner à la fois.
En marche normale (Fig. 9) les contacts mobiles 213 et 214 restent écartés des plots 211 et 212 mais le contact mobile 208 est fermé sur le plot 209. Les magné- tos de marche normale continuent donc à donner tandis que la magnéto de départ 205 ne donne plus, son primaire se trouvant à la masse et les oscillations de haute fréquen- ce se trouvent court-circuitées à la masse.
L'appareillage représenté à la fig, 12 diffère du précédent en ce que le générateur haute-tension de départ est constitué par une bobine 205a. L'une des ex- trémités du primaire de cette bobine est reliée au contact mobile 208 comme l'était ci-dessus la magnéto de départ 205 mais le contacteur comporte un plot 218 qui coopère avec ce contact mobile 208 et qui est relié par un conduc- teur 219 à l'un des pSles d'une source de courant 220.
L'autre extrémité du dit primaire est reliée à un contac-
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teur blindé 221 lui-même connecté à un contact mobile 208a du contacteur, analogue au contact 208, et qui coo- père avec deux plots 210a et 218 reliés respectivement au plot 212 et, par un conducteur 2222, au second pale de la dite source de courant.
Le fonctionnement est le même que dans le cas précédent et il est visible (Fig. 12) qu'en marche normale la bobine 205a est complétement isolée de la source de courant 220 cependant que les magnétos de marche normale se trouvent à la masse à travers la bobine 205 du fait de la fermeture des contacts mobiles 208 et 208a sur les plots 210 et 210a.
A l'arrêt (Fig, 13) les magnétos de marche nor- male se trouvent directement à la masse, les contacts mobiles 213 et 214 étant fermés respectivement sur les plots 211 et 212 et la bobine est encore complétement iso- lée de la source de courant 220, les contacts 208 et 208a étant ouverts.
En position d'allumage au départ (Fig. 14), les contacts 208 et 208a sont fermés sur les plots 218 et 218a et la bobine 205a se trouve ainsi reliée à la source de courant 220 tandis que les contacts 213 et.814. sont ou- verts et les magnétos correspondantes isolées de la masse.
Que le générateur haute-tension de départ soit une magnéto ou une bobine, les contacts mobiles du contac- teur sont de préférence conjugués entre eux de manière à être manoeuvrables par un organe commun actionné à la main ou au pied.
Bien entendu, l'invention n'est aucunement li- mitée aux détails de réalisation représentés'ou décrits, lesquels n'ont été donnés qu'à titre d'exemple.
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for: "Improvements to inertia starters for combustion engines."
The present invention relates to devices used for starting combustion engines of aircraft and others, and more especially to those mechanical devices intended to turn the cranking engine which are known under the name of starter motors. inertia, as well as to the electrical ignition devices during starting, and her. is remarkable in particular by a number of improvements, used together or separately, to this type of device.
It is known that these starters essentially comprise an electric motor or the like allowing
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give priority to high speed a flywheel connected by a mechanism comprising a high gear reduction to a claw that a command allows coupling to the engine to be started when this flywheel has accumulated sufficient energy.
A first improvement according to the invention consists in that, in combination with a torque limiter interposed in the transmission mechanism going from the flywheel to the coupling claw, there is a metallic elastic device arranged to gradually bend under the pressure. 'effect of a momentary speed difference between two members of the said transmission connected to one another without reduction by means of means allowing them a relative angular displacement with respect to one another, the degree of tension of said elastic device determining the driving torque applied to said coupling claw, and said torque limiter then being set so as to slip only in the event of an abnormally high resistive torque.
This combination of means has the advantage of preventing the slip of the torque limiter when the starter is coupled to the engine to be cranked, a slip only occurring for a resistive torque much greater than the torque required to start. to rotate the crankshaft of the motor, that is to say in the event of a-normal resistance or of the motor returning;
in addition, the driving torque of the coupling claw increases very gradually from a low or zero value to that necessary to turn the crankshaft,
In a preferred embodiment, the transmission mechanism comprises two rotary members rotating about the same axis, stationary relatively parallel to this axis, and one of which is driven from the starter wheel and the other is integral in rotation with the
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claw coupling to the engine, and the transmission between these two rotary members is ensured by a movable member, mounted so as to be able to slide parallel to said axis and connected for this purpose to said two rotary members by sliding keys at least one of which comprises reversible helical ramps or the like,
this movable member being subjected to the action of an elastic device urging it parallel to said axis in the direction opposite to the movement which it operates under the action of said ramps when the aforementioned driven rotary member turns 'less quickly than the' rotary drive member.
Advantageously, the rotary drive member is formed by a barrel and the member driven by a coaxial sleeve on which the tail of the coupling claw is slidably keyed, the movable member having grooves. cooperating with grooves made on the surfaces facing the barrel and the sleeve and being subjected to the action of one or a series of springs housed in the barrel.
It is advantageous that the aforementioned grooves are both formed by helical ramps so as to increase the offset angle between the two members of the elastic coupling.
Another improvement according to the invention relates to starters in which the claw has an axial hole for the passage of a sliding rod terminated by a stop against which this claw is applied by an elastic means and aims to achieve the sealing of this hole so as to prevent any oil from entering the starter housing.
According to one embodiment, this sealing is provided by means of a plastic ring, U-shaped section, inserted in this hole and whose two arms are radial and in contact with the two ex-
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interior and interior of the claw, the said elastic means comprising a spring bearing on this ring and keeping it compressed.
According to another embodiment, a sealed cap is attached to the center of the outer face of the claw and has an internal chamber allowing the travel of said rod and its stop when the claw slides.
Another of these improvements consists in that, the apparatus being of the type which comprises a coupling claw which can be driven by a barrel which is set in rotation, by means of an epicycloidal reduction train and a friction torque limiter, a flywheel driven at high speed, the said torque limiter is interposed between the reducer housing and a normally fixed planetary wheel of said epicyclic gear, the slip in the event of overload taking place thus between this wheel and the housing.
This arrangement makes it possible to greatly increase the diameter of the discs of the torque limiter and consequently to reduce their number or to reduce the pressure of the springs.
Yet another improvement lies in the fact that a device for adjusting a torque limiter interposed in the transmission between the flywheel and the coupling nipple with the engine is accessible from the outside.
Another improvement is that the electric motor driving the flywheel is at moderate speed (of the order of eight to ten thousand revolutions per minute) and that a speed multiplier is interposed between this motor and the said flywheel. , the assembly of said multiplier preferably being integral with said motor and being dismantled as a unit with it. We can:
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1) use an electric motor with a much better efficiency than that of very high speed electric motors,
2) increase the speed of the throwing wheel and thus reduce its weight.
Another improvement, also the subject of the invention, relates to the electrical equipment used for starting an aircraft engine. This improvement consists of a contactor comprising two pads grounded and cooperating respectively with two mobi- contacts. one connected to one of the magnetos of the engine to be started and the other to the second magneto, and at least a third. plot. fixed also earthed and working with a third moving contact connected to the starting auxiliary generator.
In the case where said generator is a coil, the contactor comprises a fourth fixed pad Identical to the third and cooperating with a fourth moving contact, these two moving contacts being in three positions and being able to come to close respectively on two other fixed pads. connected to the two blades of the current source.
Other improvements will emerge from the following description of an embodiment of an electric starter exhibiting all of the aforementioned improvements, and of a starting ignition equipment.
This exemplary starter embodiment is shown in longitudinal section in FIG. 1 of the attached drawing: fig. 2 is a partial section taken on line II-II of FIG, 1; fig. 3 shows an alternative embodiment of a detail, and FIG. 4 a variant of another detail;
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fig. 5 shows in perspective and partially in section the front part of the apparatus; FIG. 6 represents an embodiment detail; fig. 7 is a variant of fig 6; fig. 8 is a variation of a detail;
fig. 9 schematically represents a starting ignition apparatus comprising a starting magneto; figs. 10 and 11 show the control switch in two other operating positions; figs. 12, 13 and 14 are respectively analogous to FIGS. 10, 11 and 12 in the case of equipment comprising a starting coil.
The starter shown has, like all inertia starters, a flywheel 1. This flywheel 1 is bolted to a plate 2 integral with an elongated hollow hub 3 supported near this plate by a bearing 4 carried by a plate 5 fixed at the end of a cylindrical box 6 carried by a partition 7 inside the housing of the apparatus. This plate carries, on the side opposite to that where the flywheel 1 is located, several pins 8 angularly distributed around the hub 3 and on which are respectively mounted pinions 9 meshing on the one hand with a common pinion 10 integral with the hub 3 , and, on the other hand, with a pinion 11 with internal teeth and the hub 12 of which is mounted idle on the hub 3 of the flywheel.
Beside this hub 12, the hub 3 also carries idler, the hub 14 of a planet carrier plate 15 on which are mounted several pinions 17 meshing with a planetary pinion 18 integral with the hub 12 and with a planetary wheel 19 carried by a sleeve 20 centered in box 6 and provided with an outer flange 21 fixed to the end of box 6 opposite to that carrying plate 5. This sleeve 20 carries a second planetary wheel 23 with which the satellites 24 mounted on a planet carrier plate 25
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the hub 26 of which is also mounted loose on the hub 3.
The planet wheels 24 mesh on the other hand with a planetary pinion 28 secured to the hub 14. A pinion 29 is secured to the hub 26 and meshes with several pinions 30 carried by pins 31 fixed to the bottom of a rotary barrel 32 centered by ball bearings 33 in a bearing surface 34 of the housing, In the center of the bottom of this barrel 32 is housed a ball bearing 35 which serves as a bearing at the end of the hub 3. These pinions 30 mesh with a planetary wheel 36 which carries on the outside of the splines on which are threaded the annular discs of a friction torque limiter of the usual type, the springs 38 of which press all of these discs against an attached plate 39 fixed to the housing and which centers the wheel 36 through the intermediary with a smooth bearing provided thereon.
Each of the springs 38 has one of its ends fitted into a cup 40 integral with fingers 41 which pass through the wall of the casing and protrude to the outside where all these fingers 41 are in contact with a plate 42 which is screwed onto. a thread 43 made on the outside of the cylindrical seat 34.
The inner face of the cylindrical part of the barrel 32 has helical ramps with reversible pitch 45 engaged with corresponding ramps 46 formed on the cylindrical periphery of a movable cup-shaped member 47 pierced in its center. 'a hole in the wall of which are formed grooves 48 which can be formed by helical ramps and engaged on corresponding grooves or ramps 49 of a sleeve 50 coaxial with the barrel and centered at its end on a cylindrical bearing surface .51 projecting from it the bottom of barrel 32. At its other end, sleeve 50 carries a plate 52.
A large coaxial spring or a series of strong springs 53 are arranged inside the barrel 32 between
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the cup 47 and this plate 52, A retaining ring 54 that a grooved engagement in the barrel 32 solidifies with the latter axially maintains the sleeve 50 being itself retained longitudinally by a nut 55 screwed onto the end of the barrel 32
Inside the bore of this sleeve 50 are cut grooves 58 threaded on longitudinal grooves cut on the shank 60 of the claw 61 for coupling to the starter motor, the latter thus being able to slide longitudinally by , compared to sleeve 50.
This possible movement is limited by two shoulders 62 and 63 which abut respectively at the end of the grooves 58 and at the end of the sleeve 50. This shank 60 has on the side opposite to the claw 61 an axial chamber 64 in which is housed. a spring 65 interposed between the bottom of this recess and a shoulder 66 of a long rod 67 housed in the axis of the hollow hub 3 and of the shank 60 which both cross freely right through as well as the bottom of this recess 64. It can thus slide longitudinally and a nut 68 is screwed onto its end which projects outwardly into the attachment of the claw 61, this nut thus forming a stop against the body of this claw for limit the axial displacement of the rod under the thrust of the spring 65.
The opposite end of the central rod 67 is coupled to one of the arms of a balance 70 carried by a fixed axis 71 inside the housing and the other arm of which is engaged by a sliding rod 72 forming protrusion outside the housing.
The end of the hub 3 closest to the flywheel 1 is integral with a pinion 75 which meshes with a wheel 76 of larger diameter mounted loose on the shaft 77 of an electric motor 78 at moderate speed, of the order from eight to ten thousand turns for example. This wheel 76 also has a rim 79 internally on which is arranged
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a plate 80, the hub of which is keyed to the shaft 77.
An axis 81 fixed to the plate 80, near its periphery, passes through a radially ovalized eye 82 at the end of an elastic circular jaw 83. This is centered at three points on the plate so that there is at rest, there is a clearance between this jaw 83 and the rim 79 'which surrounds it but that under the action of the centrifugal force the jaw opens elastically and comes to rub against this rim 79, thus ensuring it is driven. ment of the wheel 76. The clutch is set to be self-locking but not self-locking. It is thus found to have a variable drive capacity, at the same speed, depending on whether one or the other of its two parts is the driving force and the other is resistant.
The multiplier assembly 76 - 83 is established so as to be able to pass through the orifice of the housing in which the end of the motor 78 fits and can thus be removed and put in place in one piece with this motor, the casing of which carries a flange 85 for fixing to the edges of said orifice.
On the bottom of the barrel 32 is further fixed a gear wheel 86 concentric with the barrel and which meshes with a wheel 87 wedged on a shaft 88 journalled in the housing and which protrudes outwardly by a head 89 intended for receive a crank or other drive member by hand.
The operation is as follows:
When starting the electric motor 78, the centrifugal friction clutch 79 - 83 is not engaged so that the motor starts in no load and the current draw is relatively low; the shaft 77 of the motor drives the plate 80 at increasing speed, the jaw 83 then opens progressively under the action of the increasing centrifugal force and rubs against
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the rim 79 when the engine is running at a predetermined speed, which drives the wheel 76 and the flywheel 1 via the speed multiplier 76 - 75. This rotation of the flywheel 1 is transmitted to the barrel 32 via the reduction gears 10,
9 and 11 and epicyclic reduction gears 18, 17, 19, 28, 24, 23 and 29, 30, 36, the planetary wheel 36 being held stationary by the friction device 37 to 40. As nothing opposes on the rotation of the claw 61 and of the sleeve 50 which is integral with it, the cup 47 which is integral in rotation with the sleeve 50 is caused to rotate by the helical ramps 45 without tending to screw itself into the barrel 32.
When the flywheel 1 is sufficiently launched, the rod 72 is pulled, which is obtained here by an electromagnet 90 excited at the chosen moment; the rod 66 is then pushed in the direction! and tends to compress the spring 65 which in turn pushes the claw 61 into engagement with that of the motor.
As soon as the two claws engage, the claw 61 is immobilized and there is then a relative rotation of the sleeve 50 and of the barrel 32, which results in an axial displacement of the cup 47 against the springs 53 which 'it gradually compresses until the torque transmitted by this cup to the claw 61, which depends on the tension of these springs, is sufficient to begin to rotate the crankshaft of the engine to be started. As soon as the latter motor turns by its own means, its launching claw pushes back the claw 61 which returns to the position of FIG. 1, against the spring 65, however, the springs 53 relax and return the cup 47 to its rest position.
In the event of abnormally high resistive torque
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but limited, there is a slip of the friction device 37 to 40 and consequently a corresponding rotation of the planetary wheel 36. The value of the maximum torque which this limiter 39 - 40 allows to transmit can be adjusted very easily, without having to it is necessary to remove the device by simply operating the nut 42, outside the device.
On the other hand, the clutch 83-79 is set so that when the resistive torque becomes abnormally high and produces a slowing down of the flywheel and of the electric motor 78, its driving torque is lower than that of the motor. a speed at which the back-electromotive force of the motor is sufficient to limit the intensity of the motor current to a value that can be permanently tolerated by the windings. There then occurs a sliding of the jaw 83 relative to 'the rim 79' and the automatic disengagement thus obtained allows; to leave the current on the electric motor 78 without risk of short circuit since this motor can thus continue to rotate at a good speed while the speed of the flywheel continues to decrease.
If the electric motor does not work, the flywheel 1 can be started by hand via the shaft 88 which makes it possible to turn the barrel 32, and consequently the flywheel by means of the reduction transmission is between the flywheel and the barrel, which then functions as a speed multiplier.
It will be noted that this transmission has a considerable reason for its very small size and weight.
Fig. 3 shows a variant embodiment of the device for adjusting the torque limiter 37 to 40. In this variant, the cup 40 for supporting the springs.
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sorts 38 is applied against a threaded part 92 which is screwed into the casing and carrying a toothing 93 with which a pinion 94 carried by a pin 95 which projects out of the casing engages. It is clear that by rotating this pin 95, the threaded part 92 is screwed more or less into the casing, thus adjusting the tension of the springs.
In the variant of FIG. 4 the centrifugal clutch with self-tightening elastic jaw is replaced by the combination with a freewheel 96 of a centrifugal clutch with drive capacity Identical in both directions of rotation, this clutch comprising movable mas- selets 97 radially in a cage 98 in order to rub against the rim 79 under the action of centrifugal force, this cage 98 being carried by the shaft 77 by means of this free wheel 96.
When the electric motor is started, the clutch 79'- 97 is not engaged and the shaft 77 only drives the cage 98 via the free wheel 96; it therefore starts practically empty; once it is started, the weights 97 rub against the rim 79 and drive the wheel 76 and all the mechanism that the latter actuates. The freewheel 96 allows this wheel 76 to turn faster than the shaft 77 so that if the supply current to the electric motor is cut, the latter will not be driven by the flywheel and will not brake it.
Fig. 5 shows in perspective the front part of FIG. 1, the springs 53 being replaced by a single spring coaxial with the claw 53a.
Fig. 6 indicates a means of preventing engine oil or the like from entering the starter housing through the passage 69 formed in the claw 61 for the rod 67 having a stop 68 between which the nut is applied by the spring 64. This means consists of
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a plastic ring 99, the section of which is U-shaped, the two lips of this U applying respectively to the front and rear transverse faces of the claw 61. This ring can be in two parts, such as shown, and it is on this that the spring 64: is supported. by means of a washer 100. Under these conditions, the material of this ring is put under tension and is applied intimately to the walls of the passage 69 and to the rod 67.
As shown by the variant of FIG. 7, the same result could be obtained simply by means of a threaded plug 102 which closes a central recess of the claw 61, the sealing being carried out using two rings 103 and 104.
This cup-shaped plug 102 has an internal chamber 105 of sufficient depth to allow the stop 68 of the rod 67 'to perform its stroke.
Finally, fig. 8 shows a variant of the hand-throwing device in which the shaft 88 is enclosed in the housing and is connected by a bevel torque 106-107 to a shaft 108 disposed perpendicular to the axis of the claw and having the very accessible head 89 intended to receive a removable crank or the like. Manual launching can thus be carried out under the best conditions.
On fig 9 which schematically represents the electrical ignition equipment for launching, 201 has designated the normal working magneto and 202 the starting pad it comprises; 203 designates one of the spark plugs and 204 the metallic mass of the motor 205 is the starting magneto, the secondary of which is connected by a wire 206 to the starting pad 202 of the normal running magneto 201, while its primary is connected by
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a wire 207 to a movable contact 208 of a contactor 209.
This contact 208 cooperates with a pad 210 and the contactor comprises two other pads 211 and 212 connected to ground 204 and cooperating respectively with mobile contacts 213 and 214 respectively connected by wires 215 and 216 to the magnetos for normal operation of the motor.
The operation of this apparatus is as follows:
When stopped (Fig. 10) the three movable contacts 208, 213 and 214 are closed respectively on the corresponding pads 209, 211 and 212 and the respective primaries of the three magnetos are grounded. The ignition is off and the safety is absolute.
To start the engine (Fig. 11), the movable contacts 208, 213 and 214 are separated from the pads 209, 211 and 212 and the primaries of the three magnetos are isolated from ground. The three magnetos can therefore give at the same time.
In normal operation (Fig. 9) the moving contacts 213 and 214 remain separated from the pads 211 and 212 but the moving contact 208 is closed on the pad 209. The normal operation magnets therefore continue to give while the starting magneto 205 no longer gives, its primary being at ground and the high frequency oscillations are short-circuited to ground.
The apparatus shown in FIG. 12 differs from the previous one in that the starting high-voltage generator is constituted by a coil 205a. One of the ends of the primary of this coil is connected to the moving contact 208 as was the starting magneto 205 above, but the contactor includes a pad 218 which cooperates with this moving contact 208 and which is connected by a conductor 219 to one of the poles of a current source 220.
The other end of said primary is connected to a contact
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shielded core 221 itself connected to a movable contact 208a of the contactor, analogous to contact 208, and which co-operates with two pads 210a and 218 respectively connected to pad 212 and, by a conductor 2222, to the second blade of said source current.
The operation is the same as in the previous case and it is visible (Fig. 12) that in normal operation the coil 205a is completely isolated from the current source 220 while the normal operation magnetos are at ground through the coil 205 due to the closing of the movable contacts 208 and 208a on the pads 210 and 210a.
When stopped (Fig, 13), the normal operating magnetos are directly earthed, the moving contacts 213 and 214 being closed respectively on the pads 211 and 212 and the coil is still completely isolated from the source. current 220, the contacts 208 and 208a being open.
In the initial ignition position (Fig. 14), the contacts 208 and 208a are closed on the pads 218 and 218a and the coil 205a is thus connected to the current source 220 while the contacts 213 and 814. are open and the corresponding magnetos isolated from ground.
Whether the starting high-voltage generator is a magneto or a coil, the movable contacts of the contactor are preferably joined together so as to be operable by a common member actuated by hand or by foot.
Of course, the invention is in no way limited to the details of the embodiment shown or described, which have been given by way of example only.