EP0064009A1 - Rotatable pneumatic starter motor for an internal-combustion engine - Google Patents

Rotatable pneumatic starter motor for an internal-combustion engine Download PDF

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Publication number
EP0064009A1
EP0064009A1 EP82400736A EP82400736A EP0064009A1 EP 0064009 A1 EP0064009 A1 EP 0064009A1 EP 82400736 A EP82400736 A EP 82400736A EP 82400736 A EP82400736 A EP 82400736A EP 0064009 A1 EP0064009 A1 EP 0064009A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pneumatic
starter
piston
pinion
compressed air
Prior art date
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Ceased
Application number
EP82400736A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Albert René Faux
Jacques Wrzonski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
COMPRESSEURS ERVOR ENVE SA
Original Assignee
COMPRESSEURS ERVOR ENVE SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by COMPRESSEURS ERVOR ENVE SA filed Critical COMPRESSEURS ERVOR ENVE SA
Publication of EP0064009A1 publication Critical patent/EP0064009A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N15/00—Other power-operated starting apparatus; Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from groups F02N5/00 - F02N13/00
    • F02N15/02—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof
    • F02N15/04—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N15/00—Other power-operated starting apparatus; Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from groups F02N5/00 - F02N13/00
    • F02N15/02—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof
    • F02N15/04—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears
    • F02N15/06—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears the toothed gears being moved by axial displacement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N7/00—Starting apparatus having fluid-driven auxiliary engines or apparatus
    • F02N7/08—Starting apparatus having fluid-driven auxiliary engines or apparatus the engines being of rotary type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Definitions

  • the present invention relates to a rotary pneumatic starter for an internal combustion engine.
  • pneumatic starters have advantages over electric starters.
  • pneumatic starters are more powerful and lighter, at equal volume, than electric starters, and they are also generally explosion-proof.
  • the main elements of a pneumatic starter for an internal combustion engine are a pneumatic motor, usually of the gear type, a transmission intended to rotate a driving pinion, and a device for translational movement of this driving pinion in order to that it can mesh with a toothed organ to launch.
  • pneumatic starters An important problem posed by these pneumatic starters is that of overspeeds. Indeed, it is known that pneumatic motors wear out very quickly and can even be brutally damaged when they are driven at too high speed. We have therefore used, in known pneumatic starters, a device of one type or another intended to prevent this overspeeding of the pneumatic motor when the internal combustion engine to be launched has actually started and drives the pneumatic motor of the starter. through the drive pinion.
  • a freewheel clutch is mounted between the drive sleeve in rotation of the drive pinion and a sleeve which is itself driven by the pneumatic motor.
  • the drive pinion effectively transmits a torque to the member to be driven
  • the freewheel is blocked and the drive pinion is effectively driven by the pneumatic motor.
  • the drive pinion is driven and unlocks the free wheel so that it drives the sheath but not the sleeve which is engaged with the pneumatic motor. The latter is therefore not overspeeded.
  • the invention relates to a pneumatic starter of the general type considered, that is to say comprising a pneumatic motor, a transmission intended to control the drive. ment in rotation of a drive pinion, and a drive device in translation of this pinion.
  • the starter ensures the progressive introduction of a drive pinion engaged with a toothed member to be driven.
  • the direction of rotation of the drive pinion can be easily reversed.
  • the starter advantageously contains various components such as a lubricator, an air supply control, etc.
  • a device incorporated in the starter ensures the automatic decoupling of the drive pinion when the pneumatic motor reaches a predetermined speed and adjustable within a certain range.
  • the invention relates to a pneumatic starter for an internal combustion engine, for example a diesel engine, of the type which comprises a rotary pneumatic engine, a transmission, a drive device in translation with a pneumatic cylinder, and a pinion of drive intended to drive itself a toothed member of the internal combustion engine, this drive pinion being intended on the one hand to be driven in rotation by the pneumatic motor via the transmission, and on the other hand to be driven in translation, in a direction substantially parallel to its axis, by the drive device in translation with a pneumatic cylinder.
  • the pneumatic cylinder of the drive device in translation is a double action cylinder in the same direction, comprising a piston having a first and a second actuation surface, so that, in a first part of the stroke of the piston in said direction, the pressure of the compressed air is applied only to the first actuation surface whereas, in a second part of this stroke in the same direction, it is applied to the first and the second actuation surface.
  • the jack is mounted in the axis of the support pinion support shaft.
  • the cylinder also advantageously constitutes a drawer for controlling the supply of the pneumatic motor with a high flow rate.
  • the transmission advantageously comprises a pinion, preferably with straight teeth, integral with a rotor of the pneumatic motor and meshing with a toothed ring formed on a sheath having internal grooves, and the drive pinion is mounted on a grooved shaft whose grooves cooperate with those of the sheath.
  • the drive pinion and the pinion and the gear ring of the transmission all have straight teeth.
  • the two rotors of the pneumatic motor are placed at the same distance from the axis of rotation of the sleeve so that the pinion which meshes with the toothed crown of the sleeve can be integral with one or the other rotor of the pneumatic motor; in this way, the direction of rotation of the drive pinion can be chosen at will.
  • the rotors of the pneumatic motor are formed from plastic which has a low specific gravity so that the pneumatic motor has low inertia.
  • the starter comprises in integrated form various accessories such as a lubricator and a compressed air supply control.
  • the decoupling of the drive pinion is automatically controlled by a centrifugal switch mounted directly in the starter.
  • This centrifugal switch is advantageously mounted at the end of the shaft of one of the rotors of the pneumatic motor, and the return of the centrifugal switch to the rest position is ensured by a spring which exerts an antagonistic adjustable force making it possible to adjust the trip threshold.
  • the pneumatic motor according to the invention has many advantages. First, it has small dimensions and is twice as light as an electric starter of the same size while being five times more powerful. It does not require any maintenance.
  • the direction of rotation can be chosen by simply moving a pinion.
  • the decoupling is controlled automatically according to the speed of the pneumatic motor of the starter itself and not according to a parameter derived from the operation of the associated internal combustion engine.
  • FIG. 1 represents the main elements of a pneumatic starter according to the invention, intended for the launching of an internal combustion engine, advantageously a diesel engine.
  • the starter first comprises a body which is not shown specifically but which is simply indicated by the hatching in FIG. 1.
  • the first important starter member is a pneumatic motor 10 shown in the form of a conventional gear motor.
  • Two rotors 12 and 14 have thus been shown meshing with each other and each mounted on a axis 16, 18.
  • the inertia of this pneumatic motor is reduced by forming the rotors 1 2, 14 in a light and wear-resistant plastic material, for example in "Nylon" while the axes 16 , 18 are made of steel. These axes are mounted on needle bearings 20, in a conventional manner.
  • the rotational speed of the rotors 12 and 14 is for example between 10 and 20,000 rpm. However, these rotors can rotate up to speeds of the order of 50,000 rpm without significant deterioration.
  • the pneumatic motor is coupled to a transmission 22.
  • the latter intended to transmit the rotational movement of the rotors to the motor to be launched, comprises a spur gear 24 mounted on the axis 18 and meshing a toothed crown 26 secured to a sheath 28.
  • the pinion 24 has been shown mounted at the end of the axis 18, it should be noted that, according to an advantageous characteristic of the invention, the two axes 16 and 18 are at the same distance from the crown 26 so well that the pinion 24 can be mounted at the end of one or the other axis 16, 18. As the two rotors 12 and 14 rotate in opposite directions, the ring gear 26 is driven in one direction or the other depending on whether the pinion 24 is mounted on one rotor or the other.
  • This characteristic is important because it allows the use of the same pneumatic starter according to the invention with motors of different types or with a different positioning relative to the driven member.
  • the sleeve 28 can rotate freely relative to the housing and it is carried for this purpose by a bearing 30 with cylindrical rollers with high radial load capacity and a ball bearing 31 receiving the axial stresses keeping this sleeve in translation. It includes, on the inside, grooves 32 which lead to a shoulder 34 whose role is indicated in the remainder of this specification.
  • the pinion 36 of the starter intended to attack the toothed member 37 of the motor to be driven, is mounted at the end of a shaft 38.
  • the latter can slide in the sheath 28 and it has longitudinal grooves 40 intended to cooperate with the grooves 32 of the sleeve 28.
  • the grooves 32 and 40 of the sleeve and of the shaft are longitudinal. Their machining is therefore simple and inexpensive.
  • the shaft 38 carries a disc 42 constituting a bearing surface for a spring 44, the other end of which bears on the shoulder 34 of the sheath.
  • the disc 42 can also advantageously guide the end of the shaft to which it is fixed inside the sheath 28, when the shaft moves in translation.
  • the spring 44 has a significant stiffness, much greater than that of the springs usually used in pneumatic starters for the return of the drive pinion. This characteristic, allowing rapid decoupling, is possible according to the invention thanks to the assembly described below.
  • Another essential element for the starter according to the invention is the device 46 for translational drive with a pneumatic cylinder.
  • This device comprises a piston 48, extended by a rod 50 intended to come into abutment against the rear face of the disc 42.
  • the piston 48 of the jack is in the form of a double cylinder.
  • a first cylindrical part defines a first surface 52 turned to the left in FIG. 1 for the application of a force by the fluid under pressure.
  • the larger diameter portion of the cylinder 48 defines a second surface 54, also turned to the left in FIG. 1.
  • An O-ring 55 is housed in the body around the cylindrical portion of smaller diameter of the piston 48 so that , when compressed air arrives from the left in FIG. 1, only the surface 52 is subjected to the pressure of this compressed air. It is only when the jack 48 has moved sufficiently to the right that the surface 52 exceeds the seal 55 that the compressed air comes to exert a force on the surface 54.
  • the seal 55 can also be omitted.
  • the pneumatic cylinder which is single acting in the example considered, however has a first part of the stroke in which it is pushed back with a certain force and a second part of the stroke in which it is pushed back with a greater force.
  • first stroke part only the surface 52 is subjected to the pressure of the compressed air while, in the second stroke part, the two surfaces 52 and 54 are subjected to the pressure of the compressed air.
  • the components of the pneumatic circuit are now considered more precisely.
  • the compressed air at high pressure arrives via an inlet channel 56 and opens into a chamber 58.
  • This contains a ball or a valve 60, bearing against a seat formed by the edge of a hole 62.
  • a spring 64 bearing against the ball or the valve 60 on the one hand and against a stop ring 66 on the other hand, holds the ball or the valve 60 in cooperation with its seat .
  • a pipe 68 opens out from the chamber 58, upstream of the ball or of the valve 60 so that it always receives the compressed air coming from the channel 56.
  • the hole 62 which delimits the seat of the ball 60 opens, on the other side, into a channel 70 of large section.
  • the inlet channel 56, the chamber 58, the hole 62 and the channel 70 have a high section.
  • the other pipes, such as pipe 68 have a small section.
  • This channel 70 opens out through an orifice 72 in the chamber which contains the two rotors 12 and 14 of the pneumatic motor.
  • a piston 76 When compressed air is admitted into the left part of chamber 78 (in FIG. 1), the piston 76 is pushed to the right and moves the ball 60 away from its seat. At this time, the compressed air from channel 56 can reach motor 10 with a high flow rate.
  • Compressed air is admitted on the left side of the chamber 78 by means of a conduit 80 of small section, coming from the chamber in which the piston 48 moves.
  • the compressed air can only be transmitted through this pipe 80 when the surface 52 of the piston 48 has passed the O-ring 55 and when the surface 54 has passed the mouth of this pipe 80.
  • a screen filter 90 is mounted at the entrance to this chamber 82 and is intended to retain the dust and particles which can be entrained by the compressed air transmitted by the channel 56.
  • the ball 86 can be dislodged from its seat by a rod 92 which is integral with a piston 94 movable in the chamber 82.
  • the latter has two pipes 96 and 98.
  • the pipe 96 joins the rest of the pneumatic circuit while the pipe 98 leads to the atmosphere.
  • the rod 92 can be controlled either by a manual button 100, or by compressed air transmitted by a pipe 102, for example low pressure air such as 8 bars.
  • the pipe 96 opens on the one hand into a pipe 104 and on the other hand into a lubricator shown purely by way of illustration because its use is not essential.
  • This lubricator essentially comprises a cylindrical chamber 106 at one end of which opens the pipe 96.
  • This chamber 106 is also connected with two lines 108 and 110. In addition, it contains a drawer 112 which is pushed to the left in FIG. 1, by a spring 113.
  • the line 108 is connected to a reservoir 114 of oil by means of a valve 116.
  • the pipe 110 opens into the pipe 104.
  • the drawer 112 has two spans connected by a part of reduced diameter. In the position shown in Figure 1, the pipes 108 and 110 are not in communication, and a dose of oil fills the space between the two surfaces.
  • the slide 112 moves to the right and the space which separates the two ranges comes into communication with the line 110 so that a dose of oil enters the line 104 and allows the lubrication of the various elements of the pneumatic circuit, placed downstream.
  • Line 104 downstream of line 110, separates into two lines 118 and 120.
  • the first transmits compressed air to the end of the pneumatic cylinder 46, already described.
  • the other 120 contains a check valve 122 and opens into the air motor supply chamber 70.
  • the operator presses the button 100 or controls the transmission of compressed air through the pipe 102.
  • the rod 92 enters the chamber 82 and moves the piston 94 which clogs the end of the vent pipe 98.
  • the rod 92 separates the ball 86 from its seat.
  • Compressed air therefore reaches the line 104 and the lubricator, the operation of which has been described above.
  • the lubricator therefore transmits a dose of oil to the line 104.
  • the compressed air reaches on the one hand the line 120 and on the other hand the line 118.
  • the air from the line 120 opens the valve 122, enters in the channel 70 and begins to rotate the motor 10.
  • the air flow is low so that the rotors 12 and 14 rotate slowly. From this moment, the pneumatic motor 10 drives the drive pinion 36 via the pinion 24 and the ring gear 26. The pinion 36 therefore begins to rotate, but at low speed when it is not yet in taken with the toothed member 37 of the engine to be launched.
  • the air passes through the pipe 118 to the pneumatic cylinder 46.
  • the air pressure is only applied to the relatively small surface 52, so that, taking into account the stiffness of the spring 44, the piston 48 slowly moves to the right (in FIG. 1) and thus advances the pinion 36 towards its position of cooperation with the toothed member 37.
  • the pinion 36 has therefore slowly engaged the toothed member 37 and it can be launched at high speed without risking any damage to any member.
  • the end surface 52 of the cylinder 48 then exceeds the seal 55 and, simultaneously, the air pressure is applied to the second surface 54 of the enlarged part of the cylinder so that the latter is pushed strongly to the right on Figure 1 and thus ends the engagement of the pinion 36 and the member 37, while subsequently maintaining the pinion in this working position.
  • the enlarged part of the cylinder 48 opens the pipe 80 so that the compressed air reaches the left part of the chamber 78.
  • the piston 76 is then driven to the right and, via the rod 74, it pushes the ball 60 away from its seat.
  • the compressed air from the channel 56 enters with a high flow rate into the hole 62 and into the channel 70 so that the motor 10 is controlled by a high flow of air.
  • the motor therefore accelerates quickly and it drives the pinion 36 and the toothed member 37 more and more quickly, with a high torque.
  • the operator When the engine has been started, the operator removes the button 100 or interrupts the transmission of compressed air through the pipe 102.
  • the spring 88 then pushes the ball 86 (and possibly the rod 92) so that the compressed air n 'is no longer transmitted to the pipe 96 which is on the contrary connected to the atmosphere by the pipe 98.
  • the pipes 118 and 120 therefore no longer receive compressed air.
  • the piston 48 of the pneumatic cylinder is therefore no longer pushed to the right and the spring 44, thanks to its high stiffness, quickly brings the shaft 38 to the left, pushing the piston 48 to the position shown in FIG. 1.
  • FIG. 2 represents a variant of a pneumatic starter according to the invention. Elements identical or analogous to those in FIG. 1 bear identical references. Thus, the pneumatic motor, the transmission, the pneumatic cylinder, the hydraulic control circuit and the lubricator are practically identical to the corresponding elements of FIG. 1. However, this embodiment of FIG. 2 differs from that of FIG. 1 in which it includes a centrifugal switch driven by one of the rotors and interposed in the pipe 118.
  • the pipe 118 is no longer directly connected to the pipe 104 but only by means of two pipes 126 and 128 mounted in connection with one another.
  • the line 126 opens into a chamber 124, opposite the line 118.
  • the line 128 opens at the internal end of the room 124.
  • a drawer 130 having two spans and a median part of reduced diameter, can slide in the room 124, and it is pushed towards the internal end of this chamber by a spring 132 bearing on the one hand against the drawer and on the other hand against a screw 134.
  • the compression of the spring can be adjusted by more or less significant screwing of the screw 134 in a threaded sleeve 136 screwed to the tapped external end of the chamber 124.
  • This drawer 130 constitutes the interrupting member of the centrifugal switch.
  • the mechanical or control part of the centrifugal switch is mounted on a shaft 138 which extends the axis of one of the rotors, the axis 18 in the embodiment of Figure 2.
  • This shaft 138 which can rotate in a bearing 140 à.aiguilles, carries a plate 142 provided with pairs of ears 144 drilled so that they allow the passage of axes 146.
  • These axes allow the articulation of bent arms having a first part 148 ending in a counterweight 150 and a second part 152 ending in a roller intended to bear itself against an end disc 154.
  • the latter is integral with a rod 156 which is normally in abutment against the drawer 130.
  • the assembly formed by the plate 142 and the bent arms articulated on it and provided with weights 150 constitutes a well-known member, analogous to a regulator with balls.
  • the rotor 14 drives the shaft 138 so that the plate 142 rotates faster and faster.
  • the weights 150 under the action of centrifugal force, move apart and cause the disc 154 to move to the left under the action of the rollers of the arms 152.
  • the rod 156 is therefore driven to the left and spreads the drawer 130 from the internal end of the chamber 124.
  • the compressed air can act on the end surface of the drawer 130 and then firmly pushes the latter to the left on Figure 2.
  • the end range of the drawer 130 then interrupts the communication between the conduits 126 and 118. As a result, the air no longer reaches the cylinder 46 and the motor 10.
  • the pinion 36 is then automatically separated from the body 37.
  • FIGS 3 and 4 show in more detail a variant of a centrifugal switch.
  • the reference 160 designates one of the rotors of an air motor.
  • This rotor is mounted on an axis 162 carried by a needle bearing 164.
  • a shaft 166 is mounted at the end of the axis 162 and it pivots in a bearing 168.
  • the shaft 166 carries a support 170 which can rotate in a chamber 172.
  • the support 170 carries weights 174 articulated on axes 176 and having the shape of discs. These weights are pressed against a ring 178 carried by a bearing 180 mounted at one end of an axis 182.
  • This axis 182 slides in a hole which opens into a cylindrical chamber 184 which has an enlarged part 186 towards the outside, is ending with a thread.
  • a drawer 188 of cylindrical shape is movable in the chamber 184. It has an end 190 intended to come into contact with a seal 192 disposed at the bottom of the chamber 184 and held by a suitable disc.
  • the outer part has three tapped holes 193, 194 and 197 intended to cooperate with pipes.
  • the hole 194 communicates with a first pipe 195 which opens into the chamber 184, in the middle position, and with a pipe 196 which completely blocks the internal end of this chamber.
  • the tapped hole 197 also communicates with a middle part of the chamber 184, and the drawer 188 has a recessed part allowing the communication of the tapped hole 197 either with the pipe 195 or with the tapped hole 193, as shown in FIG. 4.
  • the drawer 188 is hollow and houses a spring 201 held by a screw 199 screwed into a threaded sleeve 198 which is held in the tapped end of the chamber 184.
  • the normal operating position is that shown in FIG. 3.
  • the flyweights 174 slightly repel the ring 178 and the axis 182 so that the face 200 of the end 202 of the drawer is subjected at the pressure of the compressed air coming from the line 196.
  • the drawer is therefore pushed firmly to the left in FIGS. 3 and 4 and takes the position indicated in this latter figure. In this position, the entire part of the pneumatic circuit which is connected to the pipe 118 by the tapped hole 197 is vented through the tapped hole 193 so that the starter stops automatically.
  • FIG. 5 briefly illustrates the operation of the starter according to the invention.
  • the origin of the time scale corresponds to the time of the start command.
  • the speed scale represented in logarithmic form, represents the speed of the diesel engine. Up to point A, the pinion is not yet engaged and the engine is not started. Then, between points A and B, the engine is driven by the starter. Point B corresponds to the ignition threshold of the associated internal combustion engine, namely a diesel engine in the case under consideration.
  • the starter is stopped at point C, after a certain time t following the moment when the ignition speed B has been reached.
  • the speed range ⁇ V between the ordinates of the two points B and C is relatively large and allows easy adjustment of the various parameters of the starter.
  • the dashed line diagram schematically represents the reduction in starter speed (to the nearest multiplying factor corresponding to the reduction ratio).
  • the lower curve in solid lines corresponds to the case where there is no ignition.
  • the starter shown can be considered "simple" because it has only one pneumatic motor associated with the drive pinion.
  • several pneumatic motors are regularly distributed around the sleeve 28 so that a pinion of each motor is engaged with the toothed ring 26 of the sleeve 28.
  • the starter comprises two pneumatic motors such as 10.
  • This arrangement allows the application of high torques when the motors require it.
  • the invention relates to a reliable, simple and robust pneumatic starter which ensures progressive introduction of the drive pinion.
  • the direction of rotation of this pinion can be reversed.
  • the centrifugal switch prevents any drive of the pneumatic motor at overspeed relative to an adjustable speed.
  • the starter also has all the advantageous properties of pneumatic starters, namely that it is explosion-proof, that it has small dimensions, that it requires zero maintenance and that it is easily interchangeable.
  • the compressed air supply control as well as the lubricator are integrated into the starter housing either by being housed in internal recesses of this housing or by being in the form of modular accessories attached to the also modular housing of the starter.
  • centrifugal control interrupt system described with reference to FIGS. 2 to 4 is susceptible of other applications, in particular the limitation of a speed of rotation of a rotary member, such as a diesel engine. , whose overspeeds are avoided by cutting off the fuel supply.

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Abstract

In the pneumatic starter, the control of the translational movement of the drive pinion 36 is obtained by means of a pneumatic jack 46 which, in a first part of its stroke, receives compressed air only on a first surface 52 and, in the second part of its stroke, also receives it on a second surface 54. Thus, the return spring 44 can be compressed with a high force at the end of the stroke and can therefore have a high rigidity, avoiding the use of a free wheel. The invention is used for the starting of diesel engines. <IMAGE>

Description

La présente invention concerne un démarreur pneumatique rotatif pour moteur à combustion interne.The present invention relates to a rotary pneumatic starter for an internal combustion engine.

On sait que, pour le lancement des moteurs à combustion interne tels que les moteurs diesel, les démarreurs pneumatiques présentent des avantages par rapport aux démarreurs électriques. En particulier, les démarreurs pneumatiques sont plus puissants et plus légers, à volume égal, que les démarreurs électriques, et ils sont en outre en général antidéflagrants.It is known that, for the launch of internal combustion engines such as diesel engines, pneumatic starters have advantages over electric starters. In particular, pneumatic starters are more powerful and lighter, at equal volume, than electric starters, and they are also generally explosion-proof.

Les principaux éléments d'un démarreur pneumatique pour moteur à combustion interne sont un moteur pneumatique, habituellement du type à engrenage, une transmission destinée à faire tourner un pignon d'attaque, et un dispositif de déplacement en translation de ce pignon d'attaque afin qu'il puisse venir engrener un organe denté à lancer.The main elements of a pneumatic starter for an internal combustion engine are a pneumatic motor, usually of the gear type, a transmission intended to rotate a driving pinion, and a device for translational movement of this driving pinion in order to that it can mesh with a toothed organ to launch.

Un problème important posé par ces démarreurs pneumatiques est celui des survitesses. En effet, on sait que les moteurs pneumatiques s'usent très rapidement et peuvent même être brutalement détérioriés lorsqu'ils sont entraînés a trop grande vitesse. On a donc utilisé, dans les démarreurs pneumatiques connus, un dispositif d'un type ou d'un autre destiné à empêcher cet entraînement en survitesse du moteur pneumatique lorsque le moteur à combustion interne à lancer a effectivement démarré et entraîne le moteur pneumatique du démarreur par l'intermédiaire du pignon d'attaque.An important problem posed by these pneumatic starters is that of overspeeds. Indeed, it is known that pneumatic motors wear out very quickly and can even be brutally damaged when they are driven at too high speed. We have therefore used, in known pneumatic starters, a device of one type or another intended to prevent this overspeeding of the pneumatic motor when the internal combustion engine to be launched has actually started and drives the pneumatic motor of the starter. through the drive pinion.

On connaît déjà de très nombreux démarreurs pneumatiques pour moteurs à combustion interne. On n'en considère qu'un, de construction particulièrement avantageuse, afin de mettre en évidence les solutions adoptées pour éviter cet entraînement du moteur pneumatique en survitesse.Very many pneumatic starters are already known for internal combustion engines. We only consider one, of particularly advantageous construction, in order to highlight the solutions adopted to avoid this entrainment of the pneumatic motor at overspeed.

La demande de brevet français n° 77.07 980déposée le 17 mars 1977 par la Demanderesse décrit un démarreur pneumatique pour moteur diesel dans lequel le pignon d'attaque est repoussé en translation, vers une position de repos dans laquelle le pignon n'engrène pas avec l'organe à lancer, par un ressort. Cependant, comme la mise du pignon en position d'engrènement est assurée par un vérin pneumatique, il faut que la raideur de ce ressort soit suffisamment faible pour que le vérin pneumatique puisse le comprimer en amenant le pignon d'attaque en position d'engrènement. Le vérin pneumatique ne doit pas exercer une force trop importante car il faut que le pignon vienne progressivement en position d'engrènement. En effet, dans le cas contraire, le pignon viendrait frapper brutalement l'organe mené si bien que la denture du pignon d'attaque ou de l'organe à mener pourrait être détériorée. En conséquence, la force de rappel appliquée par le ressort est trop faible pour que le pignon soit ramené rapidement en position de repos.French patent application n ° 77.07 980 filed on March 17, 1977 by the Applicant describes a pneumatic starter for diesel engine in which the drive pinion is pushed back in translation, towards a rest position in which the pinion does not mesh with the organ to launch, by a spring. However, as the setting of the pinion in the engagement position is ensured by a pneumatic cylinder, the stiffness of this spring must be sufficiently low for the pneumatic cylinder to be able to compress it by bringing the driving pinion to the engagement position. . The pneumatic cylinder must not exert too great a force because the pinion must gradually come into the engagement position. In fact, in the opposite case, the pinion would brutally strike the driven member so that the teeth of the driving pinion or of the member to be driven could be deteriorated. Consequently, the restoring force applied by the spring is too low for the pinion to be quickly returned to the rest position.

Pour cette raison, la demande précitée de brevet indique qu'un embrayage à roue libre est monté entre le fourreau d'entraînement en rotation du pignon d'attaque et un manchon qui est lui-même entraîné par le moteur pneumatique. De cette manière, lorsque le pignon d'attaque transmet effectivement un couple à l'organe à mener, la roue libre est bloquée et le pignon d'attaque est effectivement entraîné par le moteur pneumatique. Au contraire, lorsque l'organe à lancer tourne suffisamment vite, le pignon d'attaque est entraîné et débloque la roue libre si bien qu'il entraîne le fourreau mais non le manchon qui est en prise avec le moteur pneumatique. Ce dernier n'est donc pas entraîné en survitesse.For this reason, the aforementioned patent application indicates that a freewheel clutch is mounted between the drive sleeve in rotation of the drive pinion and a sleeve which is itself driven by the pneumatic motor. In this way, when the drive pinion effectively transmits a torque to the member to be driven, the freewheel is blocked and the drive pinion is effectively driven by the pneumatic motor. On the contrary, when the member to be launched rotates fast enough, the drive pinion is driven and unlocks the free wheel so that it drives the sheath but not the sleeve which is engaged with the pneumatic motor. The latter is therefore not overspeeded.

Bien que le système décrit dans cette demande de brevet fonctionne de façon tout à fait satisfaisante, il présente l'inconvénient de nécessiter des éléments mécaniques nombreux, notamment pour la réalisation de l'embrayage à roue libre, si bien que les coûts de fabrication et de montage sont relativement élevés. En outre, l'incorporation d'un tel embrayage à roue libre augmente l'encombrement de l'ensemble du démarreur.Although the system described in this patent application works completely satisfactorily, it has the drawback of requiring numerous mechanical elements, in particular for producing the freewheel clutch, so that the manufacturing costs and mounting costs are relatively high. In addition, the incorporation of such a freewheel clutch increases the size of the starter assembly.

L'invention concerne un démarreur pneumatique du type général considéré, c'est-à-dire comprenant un moteur pneumatique, une transmission destinée à commander l'entraînement en rotation d'un pignon d'attaque, et un dispositif d'entraînement en translation de ce pignon.The invention relates to a pneumatic starter of the general type considered, that is to say comprising a pneumatic motor, a transmission intended to control the drive. ment in rotation of a drive pinion, and a drive device in translation of this pinion.

Elle concerne ainsi un démarreur pneumatique qui est fiable, simple et robuste. Le démarreur assure l'introduction progressive d'un pignon d'attaque en prise avec un organe denté à mener. Le sens de rotation du pignon d'attaque peut être facilement inversé. Le démarreur contient avantageusement différents organes tels qu'un graisseur, une commande d'alimentation en air, etc.It thus relates to a pneumatic starter which is reliable, simple and robust. The starter ensures the progressive introduction of a drive pinion engaged with a toothed member to be driven. The direction of rotation of the drive pinion can be easily reversed. The starter advantageously contains various components such as a lubricator, an air supply control, etc.

Selon une caractéristique avantageuse, un dispositif incorporé au démarreur assure le découplage automatique du pignon d'attaque lorsque le moteur pneumatique atteint une vitesse prédéterminée et réglable dans une certaine plage.According to an advantageous characteristic, a device incorporated in the starter ensures the automatic decoupling of the drive pinion when the pneumatic motor reaches a predetermined speed and adjustable within a certain range.

Elle concerne aussi un démarreur pneumatique qui s'adapte,avec des changements faibles ou nuls,à toute sorte de moteur à combustion interne.It also relates to a pneumatic starter which adapts, with little or no change, to any kind of internal combustion engine.

Plus précisément, l'invention concerne un démarreur pneumatique pour moteur à combustion interne, par exemple un moteur diesel, du type qui comprend un moteur pneumatique rotatif, une transmission, un dispositif d'entraînement en translation à vérin pneumatique, et un pignon d'attaque destiné à entraîner lui-même un organe denté du moteur à combustion interne, ce pignon d'attaque étant destiné d'une part à être entraîné en rotation par le moteur pneumatique par l'intermédiaire de la transmission, et d'autre part à être entraîné en translation, en direction sensiblement parallèle à son axe, par le dispositif d'entraînement en translation à vérin pneumatique. Selon l'invention, le vérin pneumatique du dispositif d'entraînement en translation est un vérin à double action dans un même sens, comportant un piston ayant une première et une seconde surface de mise en action, si bien que, dans une première partie de la course du piston dans ledit sens, la pression de l'air comprimé n'est appliquée qu'à la première surface de mise en action alors que, dans une seconde partie de cette course dans le même sens, elle est appliquée à la première et à la seconde surface de mise en action.More specifically, the invention relates to a pneumatic starter for an internal combustion engine, for example a diesel engine, of the type which comprises a rotary pneumatic engine, a transmission, a drive device in translation with a pneumatic cylinder, and a pinion of drive intended to drive itself a toothed member of the internal combustion engine, this drive pinion being intended on the one hand to be driven in rotation by the pneumatic motor via the transmission, and on the other hand to be driven in translation, in a direction substantially parallel to its axis, by the drive device in translation with a pneumatic cylinder. According to the invention, the pneumatic cylinder of the drive device in translation is a double action cylinder in the same direction, comprising a piston having a first and a second actuation surface, so that, in a first part of the stroke of the piston in said direction, the pressure of the compressed air is applied only to the first actuation surface whereas, in a second part of this stroke in the same direction, it is applied to the first and the second actuation surface.

Dans un mode de réalisation avantageux, le vérin est monté dans l'axe de l'arbre de support du pignon d'attaque. Le vérin constitue aussi avantageusement un tiroir de commande de l'alimentation du moteur pneumatique avec un grand débit.In an advantageous embodiment, the jack is mounted in the axis of the support pinion support shaft. The cylinder also advantageously constitutes a drawer for controlling the supply of the pneumatic motor with a high flow rate.

La transmission comprend avantageusement un pignon, de préférence à denture droite, solidaire d'un rotor du moteur pneumatique et engrenant avec une couronne dentée formée sur un fourreau ayant des cannelures internes, et le pignon d'attaque est monté sur un arbre cannelé dont les cannelures coopèrent avec celles du fourreau.The transmission advantageously comprises a pinion, preferably with straight teeth, integral with a rotor of the pneumatic motor and meshing with a toothed ring formed on a sheath having internal grooves, and the drive pinion is mounted on a grooved shaft whose grooves cooperate with those of the sheath.

Dans un mode de réalisation avantageux, le pignon d'attaque et le pignon et la couronne dentée de la transmission ont tous des dentures droites.In an advantageous embodiment, the drive pinion and the pinion and the gear ring of the transmission all have straight teeth.

Selon une caractéristique avantageuse, les deux rotors du moteur pneumatique sont placés à la même distance de l'axe de rotation du fourreau si bien que le pignon qui engrène la couronne dentée du fourreau peut être solidaire de l'un ou l'autre rotor du moteur pneumatique; de cette manière, le sens de rotation du pignon d'attaque peut être choisi à volonté.According to an advantageous characteristic, the two rotors of the pneumatic motor are placed at the same distance from the axis of rotation of the sleeve so that the pinion which meshes with the toothed crown of the sleeve can be integral with one or the other rotor of the pneumatic motor; in this way, the direction of rotation of the drive pinion can be chosen at will.

Dans un mode de réalisation avantageux, les rotors du moteur pneumatique sont formés de matière plastique qui a une faible masse spécifique si bien que le moteur pneumatique a une faible inertie.In an advantageous embodiment, the rotors of the pneumatic motor are formed from plastic which has a low specific gravity so that the pneumatic motor has low inertia.

Il est aussi avantageux que le démarreur comporte sous forme intégrée différents accessoires tels qu'un graisseur et une commande d'alimentation en air comprimé.It is also advantageous that the starter comprises in integrated form various accessories such as a lubricator and a compressed air supply control.

Dans un mode de réalisation avantageux, le découplage du pignon d'attaque est commandé automatiquement par un interrupteur centrifuge monté directement dans le démarreur. Cet interrupteur centrifuge est avantageusement monté en bout de l'arbre de l'un des rotors du moteur pneumatique, et le rappel de l'interrupteur centrifuge en position de repos est assuré par un ressort qui exerce une force réglable antagoniste permettant d'ajuster le seuil de déclanche- ment.In an advantageous embodiment, the decoupling of the drive pinion is automatically controlled by a centrifugal switch mounted directly in the starter. This centrifugal switch is advantageously mounted at the end of the shaft of one of the rotors of the pneumatic motor, and the return of the centrifugal switch to the rest position is ensured by a spring which exerts an antagonistic adjustable force making it possible to adjust the trip threshold.

Le moteur pneumatique selon l'invention présente de nombreux avantages. D'abord, il a de petites dimensions et est deux fois plus léger qu'un démarreur électrique de même encombrement tout en étant cinq fois plus puissant. Il ne nécessite aucun entretien. Le sens de rotation peut être choisi par simple déplacement d'un pignon. Dans un mode de réalisation avantageux, le découplage est commandé automatiquement d'après la vitesse du moteur pneumatique du démarreur lui-même et non pas d'après un paramètre dérivé du fonctionnement du moteur à combustion interne associé.The pneumatic motor according to the invention has many advantages. First, it has small dimensions and is twice as light as an electric starter of the same size while being five times more powerful. It does not require any maintenance. The direction of rotation can be chosen by simply moving a pinion. In an advantageous embodiment, the decoupling is controlled automatically according to the speed of the pneumatic motor of the starter itself and not according to a parameter derived from the operation of the associated internal combustion engine.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :

  • - la figure 1 est un schéma d'un démarreur pneumatique selon l'invention, représentant les principaux éléments, ceux-ci n'ayant pas leur position réelle mais étant déplacés afin qu'ils puissent tous être représentés sur une même figure ;
  • - la figure 2 est un schéma analogue à la figure 1 d'une variante de démarreur selon l'invention ;
  • - les figures 3 et 4 sont des coupes longitudinales d'un interrupteur centrifuge selon l'invention, représenté dans ses deux positions de fonctionnement ; et
  • - la figure 5 est un graphique représentant la variation du logarithme de la vitesse du moteur en fonction du temps, dans différentes conditions de fonctionnement du démarreur selon l'invention.
Other characteristics and advantages of the invention will emerge more clearly from the description which follows, given with reference to the appended drawings in which:
  • - Figure 1 is a diagram of a pneumatic starter according to the invention, representing the main elements, these not having their actual position but being moved so that they can all be shown in the same figure;
  • - Figure 2 is a diagram similar to Figure 1 of a variant starter according to the invention;
  • - Figures 3 and 4 are longitudinal sections of a centrifugal switch according to the invention, shown in its two operating positions; and
  • - Figure 5 is a graph showing the variation of the logarithm of the engine speed as a function of time, under different operating conditions of the starter according to the invention.

La figure 1 représente les principaux éléments d'un démarreur pneumatique selon l'invention, destiné au lancement d'un moteur à combustion interne, avantageusement un moteur diesel.FIG. 1 represents the main elements of a pneumatic starter according to the invention, intended for the launching of an internal combustion engine, advantageously a diesel engine.

Le démarreur comporte d'abord un corps qui n'est pas représenté spécifiquement mais qui est simplement indiqué par les hachures de la figure 1.The starter first comprises a body which is not shown specifically but which is simply indicated by the hatching in FIG. 1.

Le premier organe important du démarreur est un moteur pneumatique 10 représenté sous forme d'un moteur classique à engrenage. On a ainsi représenté deux rotors 12 et 14 engrenant l'un avec l'autre et montés chacun sur un axe 16, 18. Selon une caractéristique avantageuse, l'inertie de ce moteur pneumatique est réduite par formation des rotors 12, 14 en une matière plastique légère et résistante à l'usure, par exemple en "Nylon" alors que les axes 16, 18 sont en acier. Ces axes sont montés sur des roulements à aiguilles 20, de manière classique.The first important starter member is a pneumatic motor 10 shown in the form of a conventional gear motor. Two rotors 12 and 14 have thus been shown meshing with each other and each mounted on a axis 16, 18. According to an advantageous characteristic, the inertia of this pneumatic motor is reduced by forming the rotors 1 2, 14 in a light and wear-resistant plastic material, for example in "Nylon" while the axes 16 , 18 are made of steel. These axes are mounted on needle bearings 20, in a conventional manner.

La vitesse de rotation des rotors 12 et 14 est par exemple comprise entre 10 et 20 000 tr/min. Cependant, ces rotors peuvent tourner jusqu'à des vitesses de l'ordre de 50 000 tr/min sans détérioration importante.The rotational speed of the rotors 12 and 14 is for example between 10 and 20,000 rpm. However, these rotors can rotate up to speeds of the order of 50,000 rpm without significant deterioration.

Le moteur pneumatique est couplé à une transmission 22. Celle-ci, destinée à transmettre le mouvement de rotation des rotors au moteur à lancer, comporte un pignon droit 24 monté sur l'axe 18 et engrenant une couronne dentée 26 solidaire d'un fourreau 28.The pneumatic motor is coupled to a transmission 22. The latter, intended to transmit the rotational movement of the rotors to the motor to be launched, comprises a spur gear 24 mounted on the axis 18 and meshing a toothed crown 26 secured to a sheath 28.

Bien qu'on ait représenté le pignon 24 monté au bout de l'axe 18, il faut noter que, selon une caractéristique avantageuse de l'invention, les deux axes 16 et 18 se trouvent à la même distance de la couronne 26 si bien que le pignon 24 peut être monté au bout de l'un ou l'autre axe 16, 18. Comme les deux rotors 12 et 14 tournent en sens inverses, la couronne dentée 26 est entraînée dans un sens ou dans l'autre selon que le pignon 24 est monté sur un rotor ou sur l'autre.Although the pinion 24 has been shown mounted at the end of the axis 18, it should be noted that, according to an advantageous characteristic of the invention, the two axes 16 and 18 are at the same distance from the crown 26 so well that the pinion 24 can be mounted at the end of one or the other axis 16, 18. As the two rotors 12 and 14 rotate in opposite directions, the ring gear 26 is driven in one direction or the other depending on whether the pinion 24 is mounted on one rotor or the other.

Cette caractéristique est importante car elle permet l'utilisation d'un même démarreur pneumatique selon l'invention avec des moteurs de types différents ou avec un positionnement différent par rapport à l'organe mené.This characteristic is important because it allows the use of the same pneumatic starter according to the invention with motors of different types or with a different positioning relative to the driven member.

Le fourreau 28 peut tourner librement par rapport au boîtier et il est porté à cet effet par un roulement 30 à rouleaux cylindriques à forte capacité de charge radiale et un roulement 31 à billes recevant les contraintes axiales maintenant ce fourreau en translation. Il comporte, à l'intérieur, des cannelures 32 qui aboutissent à un épaulement 34 dont le rôle est indiqué dans la suite du présent mémoire.The sleeve 28 can rotate freely relative to the housing and it is carried for this purpose by a bearing 30 with cylindrical rollers with high radial load capacity and a ball bearing 31 receiving the axial stresses keeping this sleeve in translation. It includes, on the inside, grooves 32 which lead to a shoulder 34 whose role is indicated in the remainder of this specification.

Le pignon 36 du démarreur, destiné à attaquer l'organe denté 37 du moteur à entraîner, est monté au bout d'un arbre 38. Celui-ci peut coulisser dans le fourreau 28 et il comporte des cannelures longitudinales 40 destinées à coopérer avec les cannelures 32 du fourreau 28. Les cannelures 32 et 40 du fourreau et de l'arbre sont longitudinales. Leur usinage est donc simple et peu coûteux.The pinion 36 of the starter, intended to attack the toothed member 37 of the motor to be driven, is mounted at the end of a shaft 38. The latter can slide in the sheath 28 and it has longitudinal grooves 40 intended to cooperate with the grooves 32 of the sleeve 28. The grooves 32 and 40 of the sleeve and of the shaft are longitudinal. Their machining is therefore simple and inexpensive.

A l'extrémité opposée au pignon 36 d'attaque, l'arbre 38 porte un disque 42 constituant une surface d'appui pour un ressort 44 dont l'autre extrémité s'appuie sur l'épaulement 34 du fourreau. Le disque 42 peut aussi avantageusement guider l'extrémité de l'arbre à laquelle il est fixé à l'intérieur du fourreau 28, lorsque l'arbre se déplace en translation.At the end opposite to the drive pinion 36, the shaft 38 carries a disc 42 constituting a bearing surface for a spring 44, the other end of which bears on the shoulder 34 of the sheath. The disc 42 can also advantageously guide the end of the shaft to which it is fixed inside the sheath 28, when the shaft moves in translation.

Selon l'invention, le ressort 44 a une raideur importante, bien supérieure à celle des ressorts habituellement utilisés dans les démarreurs pneumatiques pour le rappel du pignon d'attaque. Cette caractéristique, permettant un découplage rapide, est possible selon l'invention grâce au montage décrit dans la suite.According to the invention, the spring 44 has a significant stiffness, much greater than that of the springs usually used in pneumatic starters for the return of the drive pinion. This characteristic, allowing rapid decoupling, is possible according to the invention thanks to the assembly described below.

Un autre organe essentiel au démarreur selon l'invention est le dispositif 46 d'entraînement en translation à vérin pneumatique. Ce dispositif comporte un piston 48, prolongé par une tige 50 destinée à venir en appui contre la face postérieure du disque 42.Another essential element for the starter according to the invention is the device 46 for translational drive with a pneumatic cylinder. This device comprises a piston 48, extended by a rod 50 intended to come into abutment against the rear face of the disc 42.

Selon l'invention, le piston 48 du vérin est sous forme d'un double cylindre. Une première partie cylindrique délimite une première surface 52 tournée vers la gauche sur la figure 1 pour l'application d'une force par le fluide sous pression. La partie de plus grande diamètre du vérin 48 délimite une seconde surface 54, elle aussi tournée vers la gauche sur la figure 1. Un joint torique 55 est logé dans le corps autour de la partie cylindrique de plus petit diamètre du piston 48 si bien que, lorsque de l'air comprimé parvient par la gauche sur la figure 1, seule la surface 52 est soumise à la pression de cet air comprimé. Ce n'est que lorsque le vérin 48 s'est déplacé suffisamment vers la droite pour que la surface 52 dépasse le joint 55 que l'air comprimé vient exercer une force sur la surface 54. Le joint 55 peut aussi être omis.According to the invention, the piston 48 of the jack is in the form of a double cylinder. A first cylindrical part defines a first surface 52 turned to the left in FIG. 1 for the application of a force by the fluid under pressure. The larger diameter portion of the cylinder 48 defines a second surface 54, also turned to the left in FIG. 1. An O-ring 55 is housed in the body around the cylindrical portion of smaller diameter of the piston 48 so that , when compressed air arrives from the left in FIG. 1, only the surface 52 is subjected to the pressure of this compressed air. It is only when the jack 48 has moved sufficiently to the right that the surface 52 exceeds the seal 55 that the compressed air comes to exert a force on the surface 54. The seal 55 can also be omitted.

Ainsi, le vérin pneumatique qui est à simple effet dans l'exemple considéré, a cependant une première partie de course dans laquelle il est repoussé avec une certaine force et une seconde partie de course dans laquelle il est repoussé avec une force plus importante. Dans la première partie de course, seule la surface 52 est soumise à la pression de l'air comprimé alors que, dans la seconde partie de course, les deux surfaces 52 et 54 sont soumises à la pression de l'air comprimé.Thus, the pneumatic cylinder which is single acting in the example considered, however has a first part of the stroke in which it is pushed back with a certain force and a second part of the stroke in which it is pushed back with a greater force. In the first stroke part, only the surface 52 is subjected to the pressure of the compressed air while, in the second stroke part, the two surfaces 52 and 54 are subjected to the pressure of the compressed air.

On considère maintenant plus précisément les organes du circuit pneumatique. L'air comprimé à pression élevée, par exemple de 30 ou 40 bars, parvient par un canal 56 d'entrée et débouche dans une chambre 58. Celle-ci contient une bille ou un clapet 60, en appui contre un siège formé par le bord d'un trou 62. Un ressort 64, prenant appui contre la bille ou le clapet 60 d'une part et oontre`une bague d'arrêt 66 d'autre part, maintient la bille ou le clapet 60 en coopération avec son siège. Une canalisation 68 débouche de la chambre 58, en amont de la bille ou du clapet 60 si bien qu'elle reçoit toujours l'air comprimé provenant du canal 56.The components of the pneumatic circuit are now considered more precisely. The compressed air at high pressure, for example 30 or 40 bars, arrives via an inlet channel 56 and opens into a chamber 58. This contains a ball or a valve 60, bearing against a seat formed by the edge of a hole 62. A spring 64, bearing against the ball or the valve 60 on the one hand and against a stop ring 66 on the other hand, holds the ball or the valve 60 in cooperation with its seat . A pipe 68 opens out from the chamber 58, upstream of the ball or of the valve 60 so that it always receives the compressed air coming from the channel 56.

Le trou 62 qui délimite le siège de la bille 60 débouche, de l'autre côté, dans un canal 70 de section importante. Il faut noter que le canal 56 d'arrivée, la chambre 58, le trou 62 et le canal 70 ont une section élevée. Au contraire, les autres canalisations telles que la canalisation 68, ont une faible section. Ce canal 70 débouche par un orifice 72 dans la chambre qui contient les deux rotors 12 et 14 du moteur pneumatique.The hole 62 which delimits the seat of the ball 60 opens, on the other side, into a channel 70 of large section. It should be noted that the inlet channel 56, the chamber 58, the hole 62 and the channel 70 have a high section. On the contrary, the other pipes, such as pipe 68, have a small section. This channel 70 opens out through an orifice 72 in the chamber which contains the two rotors 12 and 14 of the pneumatic motor.

La bille qui est normalement repoussée contre son siège par le ressort 64, peut être écartée de ce siège par une tige 74 solidaire d'un piston 76, mobile dans une chambre 78. Lorsque de l'air comprimé est admis dans la partie gauche de la chambre 78 (sur la figure 1), le piston 76 est repoussé vers la droite et écarte la bille 60 de son siège. A ce moment, l'air comprimé du canal 56 peut parvenir au moteur 10 avec un débit important.The ball which is normally pushed back against its seat by the spring 64, can be moved away from this seat by a rod 74 secured to a piston 76, movable in a chamber 78. When compressed air is admitted into the left part of chamber 78 (in FIG. 1), the piston 76 is pushed to the right and moves the ball 60 away from its seat. At this time, the compressed air from channel 56 can reach motor 10 with a high flow rate.

L'air comprimé est admis du côté gauche de la chambre 78 par l'intermédiaire d'un conduit 80 de faible section, provenant de la chambre dans laquelle se déplace le piston 48. On note cependant que l'air comprimé ne peut être transmis par cette canalisation 80 que lorsque la surface 52 du piston 48 a dépassé le joint torique 55 et lorsque la surface 54 a dépassé l'embouchure de cette canalisation 80.Compressed air is admitted on the left side of the chamber 78 by means of a conduit 80 of small section, coming from the chamber in which the piston 48 moves. However, it is noted that the compressed air can only be transmitted through this pipe 80 when the surface 52 of the piston 48 has passed the O-ring 55 and when the surface 54 has passed the mouth of this pipe 80.

La canalisation 68 montée en dérivation par rapport à la chambre 58, débouche dans une chambre 82. Celle- contient une bague 84 constituant un siège pour une bille 86 repoussée par un ressort 88. De cette manière, le clapet formé par coopération de cette bille 86 et de la bague 84, est normalement fermé. Il faut noter qu'un filtre-tamis 90 est monté à l'entrée de cette chambre 82 et est destiné à retenir les poussières et particules qui peuvent être entraînées par l'air comprimé transmis par le canal 56.The pipe 68 mounted as a bypass with respect to the chamber 58, opens into a chamber 82. This contains a ring 84 constituting a seat for a ball 86 pushed back by a spring 88. In this way, the valve formed by cooperation of this ball 86 and ring 84, is normally closed. It should be noted that a screen filter 90 is mounted at the entrance to this chamber 82 and is intended to retain the dust and particles which can be entrained by the compressed air transmitted by the channel 56.

La bille 86 peut être délogée de son siège par une tige 92 qui est solidaire d'un piston 94 mobile dans la chambre 82. Cette dernière a deux canalisations 96 et 98. La canalisation 96 rejoint la suite du circuit pneumatique alors que la canalisation 98 débouche à l'atmosphère. La tige 92 peut être commandée soit par un bouton manuel 100, soit par de l'air comprimé transmis par une canalisation 102 par exemple de l'air à basse pression telle que 8 bars.The ball 86 can be dislodged from its seat by a rod 92 which is integral with a piston 94 movable in the chamber 82. The latter has two pipes 96 and 98. The pipe 96 joins the rest of the pneumatic circuit while the pipe 98 leads to the atmosphere. The rod 92 can be controlled either by a manual button 100, or by compressed air transmitted by a pipe 102, for example low pressure air such as 8 bars.

Lorsque la tige 92 est ainsi commandée soit par le bouton 100 soit par l'air comprimé transmis par la canalisation 102, le piston 94 se déplace vers la position indiquée en traits interrompus dans laquelle il interrompt la communication avec la canalisation 98 de mise à l'atmosphère et écarte la bille 86 de son siège. Dans cette position, l'air comprimé de la canalisation 68 peut ainsi être transmis à la canalisation 96.When the rod 92 is thus controlled either by the button 100 or by the compressed air transmitted by the line 102, the piston 94 moves to the position indicated in broken lines in which it interrupts the communication with the setting line 98. atmosphere and spreads the ball 86 from its seat. In this position, the compressed air from line 68 can thus be transmitted to line 96.

La canalisation 96 débouche d'une part dans une canalisation 104 et d'autre part dans un graisseur représenté à titre purement illustratif car son utilisation n'est pas indispensable. Ce graisseur comprend essentiellement une chambre cylindrique 106 à une extrémité de laquelle débouche la canalisation 96. Cette chambre 106 est par ailleurs reliée à deux canalisations 108 et 110. En outre, elle contient un tiroir 112 qui est repoussé vers la gauche sur la figure 1, par un ressort 113. La canalisation 108 est reliée à un réservoir 114 d'huile par l'intermédiaire d'un clapet 116. La canalisation 110 débouche dans la canalisation 104.The pipe 96 opens on the one hand into a pipe 104 and on the other hand into a lubricator shown purely by way of illustration because its use is not essential. This lubricator essentially comprises a cylindrical chamber 106 at one end of which opens the pipe 96. This chamber 106 is also connected with two lines 108 and 110. In addition, it contains a drawer 112 which is pushed to the left in FIG. 1, by a spring 113. The line 108 is connected to a reservoir 114 of oil by means of a valve 116. The pipe 110 opens into the pipe 104.

Le tiroir 112 a deux portées reliées par une partie de diamètre réduit. Dans la position représentée sur la figure 1, les canalisations 108 et 110 ne sont pas en communication, et une dose d'huile remplit l'espace compris entre les deux portées. Lorsque de l'air comprimé est transmis par la canalisation 96, c'est-à-dire une fois à chaque utilisation du démarreur, le tiroir 112 se déplace vers la droite et l'espace qui sépare les deux portées vient en communication avec la canalisation 110 si bien qu'une dose d'huile pénètre dans la canalisation 104 et permet le graissage des différents éléments du circuit pneumatique, placés en aval.The drawer 112 has two spans connected by a part of reduced diameter. In the position shown in Figure 1, the pipes 108 and 110 are not in communication, and a dose of oil fills the space between the two surfaces. When compressed air is transmitted via the pipe 96, that is to say once each time the starter is used, the slide 112 moves to the right and the space which separates the two ranges comes into communication with the line 110 so that a dose of oil enters the line 104 and allows the lubrication of the various elements of the pneumatic circuit, placed downstream.

La canalisation 104, en aval de la canalisation 110, se sépare en deux canalisations 118 et 120. La première transmet l'air comprimé à l'extrémité du vérin pneumatique 46, déjà décrit. L'autre 120 contient un clapet 122 de retenue et débouche dans la chambre 70 d'alimentation du moteur pneumatique.Line 104, downstream of line 110, separates into two lines 118 and 120. The first transmits compressed air to the end of the pneumatic cylinder 46, already described. The other 120 contains a check valve 122 and opens into the air motor supply chamber 70.

On considère maintenant le fonctionnement de l'appareil représenté sur la figure 1.We now consider the operation of the device shown in Figure 1.

Dans la position indiquée sur la figure 1, l'air comprimé parvient par le canal 56 à la chambre 58 et à la canalisation 68. Cependant, les billes 60 et 86 restent en coopération avec leur siège car elles sont repoussées par les ressorts 64 et 88.In the position indicated in FIG. 1, the compressed air reaches via the channel 56 to the chamber 58 and to the pipe 68. However, the balls 60 and 86 remain in cooperation with their seat because they are pushed back by the springs 64 and 88.

Lorsque le démarreur doit être utilisé, l'opérateur appuie sur le bouton 100 ou commande la transmission d'air comprimé par la canalisation 102. A ce moment, la tige 92 pénètre dans la chambre 82 et déplace le piston 94 qui vient boucher l'extrémité de la canalisation 98 de mise à l'atmosphère. Lors de ce déplacement, la tige 92 écarte la bille 86 de son siège. L'air comprimé parvient donc à la canalisation 104 et au graisseur dont on a décrit le fonctionnement précédemment. Le graisseur transmet donc une dose d'huile à la canalisation 104. L'air comprimé parvient d'une part à la canalisation 120 et d'autre part à la canalisation 118. L'air de la canalisation 120 ouvre le clapet 122, pénètre dans le canal 70 et commence à faire tourner le moteur 10. Cependant, étant donné la faible section des canalisations 68, 96, 104 et 120, le débit d'air est faible si bien que les rotors 12 et 14 tournent lentement. Dès ce moment, le moteur pneumatique 10 entraîne le pignon 36 d'attaque par l'intermédiaire du pignon 24 et de la couronne 26. Le pignon 36 commence donc à tourner, mais à faible vitesse alors qu'il n'est pas encore en prise avec l'organe denté 37 du moteur à lancer.When the starter must be used, the operator presses the button 100 or controls the transmission of compressed air through the pipe 102. At this time, the rod 92 enters the chamber 82 and moves the piston 94 which clogs the end of the vent pipe 98. During this movement, the rod 92 separates the ball 86 from its seat. Compressed air therefore reaches the line 104 and the lubricator, the operation of which has been described above. The lubricator therefore transmits a dose of oil to the line 104. The compressed air reaches on the one hand the line 120 and on the other hand the line 118. The air from the line 120 opens the valve 122, enters in the channel 70 and begins to rotate the motor 10. However, given the small cross section of the pipes 68, 96, 104 and 120, the air flow is low so that the rotors 12 and 14 rotate slowly. From this moment, the pneumatic motor 10 drives the drive pinion 36 via the pinion 24 and the ring gear 26. The pinion 36 therefore begins to rotate, but at low speed when it is not yet in taken with the toothed member 37 of the engine to be launched.

Simultanément, l'air parvient par la canalisation 118 au vérin pneumatique 46. La pression de l'air n'est appliquée qu'à la surface relativement faible 52, si bien que, compte tenu de la raideur du ressort 44, le piston 48 se déplace lentement vers la droite (sur la figure 1) et fait ainsi avancer le pignon 36 vers sa position de coopération avec l'organe denté 37.Simultaneously, the air passes through the pipe 118 to the pneumatic cylinder 46. The air pressure is only applied to the relatively small surface 52, so that, taking into account the stiffness of the spring 44, the piston 48 slowly moves to the right (in FIG. 1) and thus advances the pinion 36 towards its position of cooperation with the toothed member 37.

Au moment où la surface 52 d'extrémité du vérin 48 arrive au niveau du joint torique 55, le pignon 36 a commencé à engrener l'organe denté 37. La rotation lente du pignon 36 assure cet engrènement, même lorsque le contact initial du pignon 36 et de l'organe 37 s'effectue dent contre dent.When the end surface 52 of the cylinder 48 arrives at the O-ring 55, the pinion 36 has started to mesh with the toothed member 37. The slow rotation of the pinion 36 ensures this meshing, even when the initial contact of the pinion 36 and of the member 37 takes place tooth against tooth.

A ce moment, le pignon 36 a donc lentement engrené l'organe denté 37 et il peut être lancé à grande vitesse sans risquer de détériorer un organe quelconque.At this time, the pinion 36 has therefore slowly engaged the toothed member 37 and it can be launched at high speed without risking any damage to any member.

La surface 52 d'extrémité du vérin 48 dépasse alors le joint 55 et, simultanément, la pression de l'air est appliquée à la seconde surface 54 de la partie élargie du vérin si bien que celui-ci est repoussé fortement vers la droite sur la figure 1 et termine ainsi l'engrènement du pignon 36 et de l'organe 37, tout en maintenant ultérieurement le pignon dans cette position de travail. Simultanément, la partie élargie du vérin 48 débouche la canalisation 80 si bien que l'air comprimé parvient à la partie gauche de la chambre 78. Le piston 76 est alors chassé vers la droite et, par l'intermédiaire de la tige 74, il écarte la bille 60 de son siège. Aussitôt, l'air comprimé du canal 56 pénètre avec un débit élevé dans le trou 62 et dans le canal 70 si bien que le moteur 10 est commandé par un fort débit d'air. Le moteur accélère donc rapidement et il entraîne le pignon 36 et l'organe denté 37 de plus en plus vite, avec un couple élevé.The end surface 52 of the cylinder 48 then exceeds the seal 55 and, simultaneously, the air pressure is applied to the second surface 54 of the enlarged part of the cylinder so that the latter is pushed strongly to the right on Figure 1 and thus ends the engagement of the pinion 36 and the member 37, while subsequently maintaining the pinion in this working position. Simultaneously, the enlarged part of the cylinder 48 opens the pipe 80 so that the compressed air reaches the left part of the chamber 78. The piston 76 is then driven to the right and, via the rod 74, it pushes the ball 60 away from its seat. Immediately, the compressed air from the channel 56 enters with a high flow rate into the hole 62 and into the channel 70 so that the motor 10 is controlled by a high flow of air. The motor therefore accelerates quickly and it drives the pinion 36 and the toothed member 37 more and more quickly, with a high torque.

Lorsque le moteur a été lancé, l'opérateur retire le bouton 100 ou interrompt la transmission d'air comprimé par la canalisation 102. Le ressort 88 repousse alors la bille 86 (et éventuellement la tige 92) si bien que l'air comprimé n'est plus transmis à la canalisation 96 qui est au contraire reliée à l'atmosphère par la canalisation 98. Les canalisations 118 et 120 ne reçoivent donc plus d'air comprimé. Le piston 48 du vérin pneumatique n'est donc plus repoussé vers la droite et le ressort 44, grâce à sa raideur élevée, ramène rapidement l'arbre 38 vers la gauche, en repoussant le piston 48 vers la position représentée sur la figure 1.When the engine has been started, the operator removes the button 100 or interrupts the transmission of compressed air through the pipe 102. The spring 88 then pushes the ball 86 (and possibly the rod 92) so that the compressed air n 'is no longer transmitted to the pipe 96 which is on the contrary connected to the atmosphere by the pipe 98. The pipes 118 and 120 therefore no longer receive compressed air. The piston 48 of the pneumatic cylinder is therefore no longer pushed to the right and the spring 44, thanks to its high stiffness, quickly brings the shaft 38 to the left, pushing the piston 48 to the position shown in FIG. 1.

Grâce à cette raideur élevée du ressort 44, la séparation du pignon 36 et de l'organe 37 est presqu'instantanée si bien que le moteur pneumatique ne risque pas d'être entraîné en survitesse, sauf coincement d'un organe mécanique.quelconque.Thanks to this high stiffness of the spring 44, the separation of the pinion 36 and the member 37 is almost instantaneous so that the pneumatic motor is not likely to be driven in overspeed, unless a mechanical member is jammed.

La figure 2 représente une variante de démarreur pneumatique selon l'invention. Les éléments identiques ou analogues à ceux de la figure 1 portent des références identiques. Ainsi, le moteur pneumatique, la transmission, le vérin pneumatique, le circuit hydraulique de commande et le graisseur sont pratiquement identiques aux éléments correspondants de la figure 1. Cependant, ce mode de réalisation de la figure 2 diffère de celui de la figure 1 en ce qu'il comprend un interrupteur centrifuge entraîné par l'un des rotors et intercalé dans la canalisation 118.FIG. 2 represents a variant of a pneumatic starter according to the invention. Elements identical or analogous to those in FIG. 1 bear identical references. Thus, the pneumatic motor, the transmission, the pneumatic cylinder, the hydraulic control circuit and the lubricator are practically identical to the corresponding elements of FIG. 1. However, this embodiment of FIG. 2 differs from that of FIG. 1 in which it includes a centrifugal switch driven by one of the rotors and interposed in the pipe 118.

Plus précisément, la canalisation 118 n'est plus reliée directement à la canalisation 104 mais uniquement par l'intermédiaire de deux canalisations 126 et 128 montées en dérivation l'une par rapport à l'autre. La canalisation 126 débouche dans une chambre 124, en face de la canalisation 118. La canalisation 128 débouche à l'extrémité interne de la chambre 124. Un tiroir 130, ayant deux portées et une partie médiane de diamètre réduit, peut coulisser dans la chambre 124, et il est repoussé vers l'extrémité interne de cette chambre par un ressort 132 prenant appui d'une part contre le tiroir et d'autre part contre une vis 134. La compression du ressort peut être réglée par vissage plus ou moins important de la vis 134 dans un manchon fileté 136 vissé à l'extrémité externe taraudé de la chambre 124. Ainsi, la force de maintien du tiroir 130 au fond de la chambre 124 peut être réglée. Ce tiroir 130 constitue l'organe d'interruption de l'interrupteur centrifuge.More specifically, the pipe 118 is no longer directly connected to the pipe 104 but only by means of two pipes 126 and 128 mounted in connection with one another. The line 126 opens into a chamber 124, opposite the line 118. The line 128 opens at the internal end of the room 124. A drawer 130, having two spans and a median part of reduced diameter, can slide in the room 124, and it is pushed towards the internal end of this chamber by a spring 132 bearing on the one hand against the drawer and on the other hand against a screw 134. The compression of the spring can be adjusted by more or less significant screwing of the screw 134 in a threaded sleeve 136 screwed to the tapped external end of the chamber 124. Thus, the holding force of the drawer 130 at the bottom of the chamber 124 can be adjusted. This drawer 130 constitutes the interrupting member of the centrifugal switch.

La partie mécanique ou de commande de l'interrupteur centrifuge est montée sur un arbre 138 qui prolonge l'axe de l'un des rotors, l'axe 18 dans le mode de réalisation de la figure 2. Cet arbre 138 qui peut tourillonner dans un roulement 140 à.aiguilles, porte une plaque 142 munie de paires d'oreilles 144 percées afin qu'elles permettent le passage d'axes 146. Ces axes permettent l'articulation de bras coudés ayant une première partie 148 se terminant par une masselotte 150 et une seconde partie 152 se terminant par un galet destiné à s'appuyer lui-même contre un disque 154 d'extrémité. Ce dernier est solidaire d'une tige 156 qui est normalement en appui contre le tiroir 130. L'ensemble formé par la plaque 142 et les bras coudés articulés sur elle et munis des masselottes 150 constitue un organe bien connu, analogue à un régulateur à boules.The mechanical or control part of the centrifugal switch is mounted on a shaft 138 which extends the axis of one of the rotors, the axis 18 in the embodiment of Figure 2. This shaft 138 which can rotate in a bearing 140 à.aiguilles, carries a plate 142 provided with pairs of ears 144 drilled so that they allow the passage of axes 146. These axes allow the articulation of bent arms having a first part 148 ending in a counterweight 150 and a second part 152 ending in a roller intended to bear itself against an end disc 154. The latter is integral with a rod 156 which is normally in abutment against the drawer 130. The assembly formed by the plate 142 and the bent arms articulated on it and provided with weights 150 constitutes a well-known member, analogous to a regulator with balls.

Le fonctionnement du mode de réalisation de la figure 2 est analogue à celui de la figure 1, comme décrit précédemment. Cependant, si le pignon 36 ne se sépare pas de l'organe mené 37 pour une raison ou pour une autre et peut ainsi provoquer l'entraînement du moteur pneumatique 10 en survitesse, l'interrupteur centrifuge assure automatiquement l'arrêt du fonctionnement du démarreur.The operation of the embodiment of Figure 2 is similar to that of Figure 1, as described above. However, if the pinion 36 does not separate from the driven member 37 for one reason or another and can thus cause the air motor to drive 10 at overspeed, the centrifugal switch automatically stops the starter from operating.

Plus précisément, si le moteur 10 est entraîné en survitesse,le rotor 14 entraîne l'arbre 138 si bien que la plaque 142 tourne de plus en plus vite. Les masselottes 150, sous l'action de la force centrifuge, s'écartent et provoquent le déplacement vers la gauche du disque 154 sous l'action des galets des bras 152. La tige 156 est donc chassée vers la gauche et écarte le tiroir 130 de l'extrémité interne de la chambre 124. Dès que le tiroir 124 s'est écarté de cette extrémité interne, l'air comprimé peut agir sur la surface d'extrémité du tiroir 130 et repousse alors fermement celui-ci vers la gauche sur la figure 2. La portée d'extrémité du tiroir 130 vient alors interrompre la communication entre les conduits 126 et 118. En conséquence, l'air ne parvient plus au vérin 46 et au moteur 10. Le pignon 36 est alors séparé automatiquement de l'organe mené 37.More specifically, if the motor 10 is driven in overspeed, the rotor 14 drives the shaft 138 so that the plate 142 rotates faster and faster. The weights 150, under the action of centrifugal force, move apart and cause the disc 154 to move to the left under the action of the rollers of the arms 152. The rod 156 is therefore driven to the left and spreads the drawer 130 from the internal end of the chamber 124. As soon as the drawer 124 has moved away from this internal end, the compressed air can act on the end surface of the drawer 130 and then firmly pushes the latter to the left on Figure 2. The end range of the drawer 130 then interrupts the communication between the conduits 126 and 118. As a result, the air no longer reaches the cylinder 46 and the motor 10. The pinion 36 is then automatically separated from the body 37.

Les figures 3 et 4 représentent plus en détail une variante d'interrupteur centrifuge.Figures 3 and 4 show in more detail a variant of a centrifugal switch.

Sur les figures 3 et 4, la référence 160 désigne l'un des rotors d'un moteur pneumatique. Ce rotor est monté sur un axe 162 porté par un roulement 164 à aiguilles. Un arbre 166 est monté au bout de l'axe 162 et il tourillonne dans un roulement 168. L'arbre 166 porte un support 170 qui peut tourner dans une chambre 172. Le support 170 porte des masselottes 174 articulées sur des axes 176 et ayant la forme de disques. Ces masselottes sont en appui contre une bague 178 portée par un roulement 180 monté à une extrémité d'un axe 182. Cet axe 182 coulisse dans un trou qui débouche dans une chambre cylindrique 184 qui a une partie élargie 186 vers l'extérieur, se terminant par un taraudage. Un tiroir 188 de forme cylindrique est mobile dans la chambre 184. Il a une extrémité 190 destinée à venir au contact d'un joint d'étanchéité 192 disposé au fond de la chambre 184 et maintenu par un disque convenable. La partie extérieure comporte trois trous taraudés 193, 194 et 197 destinés à coopérer avec des canalisations. Le trou 194 communique avec une première canalisation 195 qui débouche dans la chambre 184, en position médiane, et avec une canalisation 196 qui bouche tout à fait à l'extrémité interne de cette chambre. Le trou taraudé 197 communique aussi avec une partie médiane de la chambre 184, et le tiroir 188 a une partie évidée permettant la communication du trou taraudé 197 soit avec la canalisation 195, soit avec le trou taraudé 193, comme représenté sur la figure 4. Cette dernière communication est obtenue lorsque le tiroir s'est déplacé vers la gauche sur les figures 3 et 4 et l'extrémité 204 du tiroir, portant un joint torique 206, a pénétré dans la partie élargie 186 de la chambre 184. Le tiroir 188 est creux et loge un ressort 201 maintenu par une vis 199 vissée dans un manchon fileté 198 qui est maintenu dans l'extrémité taraudée de la chambre 184.In FIGS. 3 and 4, the reference 160 designates one of the rotors of an air motor. This rotor is mounted on an axis 162 carried by a needle bearing 164. A shaft 166 is mounted at the end of the axis 162 and it pivots in a bearing 168. The shaft 166 carries a support 170 which can rotate in a chamber 172. The support 170 carries weights 174 articulated on axes 176 and having the shape of discs. These weights are pressed against a ring 178 carried by a bearing 180 mounted at one end of an axis 182. This axis 182 slides in a hole which opens into a cylindrical chamber 184 which has an enlarged part 186 towards the outside, is ending with a thread. A drawer 188 of cylindrical shape is movable in the chamber 184. It has an end 190 intended to come into contact with a seal 192 disposed at the bottom of the chamber 184 and held by a suitable disc. The outer part has three tapped holes 193, 194 and 197 intended to cooperate with pipes. The hole 194 communicates with a first pipe 195 which opens into the chamber 184, in the middle position, and with a pipe 196 which completely blocks the internal end of this chamber. The tapped hole 197 also communicates with a middle part of the chamber 184, and the drawer 188 has a recessed part allowing the communication of the tapped hole 197 either with the pipe 195 or with the tapped hole 193, as shown in FIG. 4. This latter communication is obtained when the drawer has moved to the left in FIGS. 3 and 4 and the end 204 of the drawer, carrying an O-ring 206, has penetrated into the enlarged part 186 of the chamber 184. The drawer 188 is hollow and houses a spring 201 held by a screw 199 screwed into a threaded sleeve 198 which is held in the tapped end of the chamber 184.

Le fonctionnement de l'interrupteur centrifuge des figures 3 et 4 est analogue à celui qu'on a décrit en référence à la figure 2.The operation of the centrifugal switch in FIGS. 3 and 4 is similar to that which has been described with reference to FIG. 2.

La position normale de fonctionnement est celle qui est représentée sur la figure 3. En cas de survitesse du rotor, les masselottes 174 repoussent légèrement la bague 178 et l'axe 182 si bien que la face 200 de l'extrémité 202 du tiroir est soumise à la pression de l'air comprimé provenant de la canalisation 196. Le tiroir est donc repoussé fermement vers la gauche sur les figures 3 et 4 et prend la position indiquée sur cette dernière figure. Dans cette position, toute la partie du circuit pneumatique qui est reliée à la canalisation 118 par le trou taraudé 197 est mise à l'atmosphère par l'internmédiaire du trou taraudé 193 si bien que le démarreur s'arrête automatiquement.The normal operating position is that shown in FIG. 3. In the event of overspeed of the rotor, the flyweights 174 slightly repel the ring 178 and the axis 182 so that the face 200 of the end 202 of the drawer is subjected at the pressure of the compressed air coming from the line 196. The drawer is therefore pushed firmly to the left in FIGS. 3 and 4 and takes the position indicated in this latter figure. In this position, the entire part of the pneumatic circuit which is connected to the pipe 118 by the tapped hole 197 is vented through the tapped hole 193 so that the starter stops automatically.

La figure 5 illustre sommairement le fonctionnement du démarreur selon l'invention. L'origine de l'échelle des temps correspond au moment de la commande du démarrage. L'échelle des vitesses, représentée sous forme logarithmique, représente la vitesse du moteur diesel. Jusqu'au point A, le pignon n'est pas encore en prise et le moteur n'est pas lancé. Ensuite, entre les points A et B, le moteur est entraîné par le démarreur. Le point B correspond au seuil d'allumage du moteur à combustion interne associé, à savoir un moteur diesel dans le cas considéré. Lorsque le moteur diesel présente un allumage normal, comme indiqué par la courbe supérieure en trait plein, le démarreur est arrêté au point C, après un certain temps t suivant le moment où la vitesse d'allumage B a été atteinte. La plage de vitesses ΔV comprise entre les ordonnées des deux points B et C est relativement grande et permet un réglage facile des divers paramètres du démarreur. La courbe en traits interrompus représente schématiquement la réduction de vitesse du démarreur (à un facteur multiplicatif près correspondant au rapport de réduction).FIG. 5 briefly illustrates the operation of the starter according to the invention. The origin of the time scale corresponds to the time of the start command. The speed scale, represented in logarithmic form, represents the speed of the diesel engine. Up to point A, the pinion is not yet engaged and the engine is not started. Then, between points A and B, the engine is driven by the starter. Point B corresponds to the ignition threshold of the associated internal combustion engine, namely a diesel engine in the case under consideration. When the diesel engine has a normal ignition, as indicated by the upper solid curve, the starter is stopped at point C, after a certain time t following the moment when the ignition speed B has been reached. The speed range ΔV between the ordinates of the two points B and C is relatively large and allows easy adjustment of the various parameters of the starter. The dashed line diagram schematically represents the reduction in starter speed (to the nearest multiplying factor corresponding to the reduction ratio).

La courbe inférieure en trait plein correspond au cas où il n'y a pas d'allumage.The lower curve in solid lines corresponds to the case where there is no ignition.

Le démarreur représenté peut être considéré comme "simple" parce qu'il ne comporte qu'un seul moteur pneumatique associé au pignon d'entraînement. Dans une variante, plusieurs moteurs pneumatiques sont régulièrement répartis autour du fourreau 28 de manière qu'un pignon de chaque moteur soit en prise avec la couronne dentée 26 du fourreau 28. De préférence, le démarreur comporte deux moteurs pneumatiques tels que 10.The starter shown can be considered "simple" because it has only one pneumatic motor associated with the drive pinion. In a variant, several pneumatic motors are regularly distributed around the sleeve 28 so that a pinion of each motor is engaged with the toothed ring 26 of the sleeve 28. Preferably, the starter comprises two pneumatic motors such as 10.

Cette disposition permet l'application de couples élevés lorsque les moteurs le nécessitent.This arrangement allows the application of high torques when the motors require it.

Ainsi, l'invention concerne un démarreur pneumatique fiable, simple et robuste qui assure une introduction progressive du pignon d'attaque. Le sens de rotation de ce pignon peut être inversé. Dans un mode de réalisation avantageux, l'interrupteur centrifuge empêche tout entraînement du moteur pneumatique en survitesse par rapport à une vitesse réglable.Thus, the invention relates to a reliable, simple and robust pneumatic starter which ensures progressive introduction of the drive pinion. The direction of rotation of this pinion can be reversed. In an advantageous embodiment, the centrifugal switch prevents any drive of the pneumatic motor at overspeed relative to an adjustable speed.

Le démarreur a en outre toutes les propriétés avantageuses des démarreurs pneumatiques, à savoir qu'il est antidéflagrant, qu'il a de faibles dimensions, qu'il nécessite un entretien nul et qu'il est facilement interchangeable.The starter also has all the advantageous properties of pneumatic starters, namely that it is explosion-proof, that it has small dimensions, that it requires zero maintenance and that it is easily interchangeable.

De plus, les rotors 12 et 14 des moteurs pneumatiques tels que lO, réalisés en matière plastique de sorte que les moteurs pneumatiques présentent une faible inertie, ont de préférence une dimension axiale importante, ce qui augmente la sensibilité des moteurs pneumatiques, dont les rotors peuvent être entraînés par des pressions faibles, de l'ordre de 2 à 3 bars.In addition, the rotors 12 and 14 of pneumatic motors such as 10, made of plastic so that the pneumatic motors have a low inertia, preferably have a large axial dimension, which increases the sensitivity of pneumatic motors, including the rotors can be driven by low pressures, of the order of 2 to 3 bars.

La commande d'alimentation en air comprimé ainsi que le graisseur sont intégrés au boîtier du démarreur soit en étant logé dans des chambrages internes de ce boîtier soit en se présentant sous la forme d'accessoires modulaires rapportés sur le boîtier également modulaire du démarreur.The compressed air supply control as well as the lubricator are integrated into the starter housing either by being housed in internal recesses of this housing or by being in the form of modular accessories attached to the also modular housing of the starter.

Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre. Ainsi, bien qu'on ait décrit la commande et le graisseur sous forme intégrée au démarreur, ils peuvent aussi en être séparés. De toute manière, il est avantageux que le réservoir d'huile soit séparé.It is understood that the invention has only been described and shown as a preferred example and that any technical equivalence may be provided in its constituent elements without going beyond its ambit. Thus, although the control and the lubricator have been described in a form integrated into the starter, they can also be separated therefrom. In any case, it is advantageous if the oil tank is separated.

Il est également à noter que le système d'interruption à commande centrifuge décrit en référence aux figures 2 à 4 est susceptible d'autres applications, notamment la limitation d'une vitesse de rotation d'un organe rotatif, tel qu'un moteur Diesel, dont on évite les surrégimes en coupant l'alimentation en carburant.It should also be noted that the centrifugal control interrupt system described with reference to FIGS. 2 to 4 is susceptible of other applications, in particular the limitation of a speed of rotation of a rotary member, such as a diesel engine. , whose overspeeds are avoided by cutting off the fuel supply.

Claims (10)

1. Démarreur pour moteur à combustion interne, du type qui comprend au moins un moteur pneumatique rotatif (10), une transmission (22), un dispositif d'entraînement en translation à vérin pneumatique (46), et un pignon (36) d'attaque destiné à entraîner lui-même un organe denté (37) du moteur à combustion interne, ce pignon d'attaque étant destiné d'une part à être entraîné en rotation par le moteur pneumatique par l'intermédiaire de la transmission et d'autre part à être entraîné en translation, en direction sensiblement parallèle à son axe, par le dispositif d'entraînement en translation, ledit démarreur étant caractérisé en ce que le vérin pneumatique du dispositif d'entraînement en translation est un vérin à double action dans un sens, comprenant un piston (48) ayant une première et une seconde surface (52,54) de mise en action telles que, dans une première partie de la course du pison dans ledit sens, la pression de l'air comprimé n'est appliquée qu'à la première surface de mise en action, et, dans une seconde partie de cette course dans le même sens, elle est appliquée à la première et à la seconde surface de mise en action.1. Starter for an internal combustion engine, of the type which comprises at least one rotary pneumatic motor (10), a transmission (22), a drive device in translation with a pneumatic cylinder (46), and a pinion (36) d drive intended to drive itself a toothed member (37) of the internal combustion engine, this drive pinion being intended on the one hand to be driven in rotation by the pneumatic engine via the transmission and on the other hand to be driven in translation, in a direction substantially parallel to its axis, by the translation drive device, said starter being characterized in that the pneumatic cylinder of the translation drive device is a double action cylinder in a direction, comprising a piston (48) having a first and a second surface (52,54) for actuation such that, in a first part of the stroke of the pison in said direction, the pressure of the compressed air is not applied only to the first bet surface n action, and, in a second part of this stroke in the same direction, it is applied to the first and second actuation surfaces. 2. Démarreur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston (48) du vérin (46) a la forme d'un double cylindre, dont une première partie cylindrique, de plus petit diamètre, délimite la première surface de mise en action (52) et dont une seconde partie cylindrique, de plus grand diamètre, délimite la seconde surface de mise en action (54) et obture initialement l'embouchure d'un conduit (80) d'ouverture d'un clapet (60) d'alimentation de chaque moteur pneumatique (10) en air comprimé à grand débit, et ne dégage cette embouchure qu'après que le piston (48) ait effectué la première partie de sa course, sous l'effet de la pression de l'air comprimé circulant dans une canalisation (118) débouchant en regard de la première surface (52) de mise en action , de sorte que le piston (48) constitue aussi un tiroir d'alimentation de chaque moteur pneumatique (10) en air comprimé à grand débit.2. Starter according to claim 1, characterized in that the piston (48) of the jack (46) has the shape of a double cylinder, of which a first cylindrical part, of smaller diameter, delimits the first actuation surface (52) and of which a second cylindrical part, of larger diameter, delimits the second actuation surface (54) and initially closes the mouth of a conduit (80) for opening a valve (60) d supply of each pneumatic motor (10) with compressed air at high flow rate, and does not release this mouthpiece until after the piston (48) has completed the first part of its stroke, under the effect of air pressure compressed air circulating in a pipe (118) opening opposite the first actuation surface (52), so that the piston (48) also constitutes a drawer for supplying each pneumatic motor (10) with large compressed air debit. 3. Démarreur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la transmission comporte un pignon (24) solidaire d'un rotor (14) de l'un au moins des moteurs pneumatiques (10) et qui engrène une denture externe d'une couronne dentée (26) solidaire d'un fourreau (28) monté en rotation dans le démarreur et présentant des cannelures longitudinales internes (32) coopérant avec des cannelures longitudinales externes (40) d'une extrémité d'un arbre (38) monté coulissant dans le fourreau (28), et sur lequel est monté le pignon d'attaque (36).3. Starter according to one of claims 1 and 2, characterized in that the transmission comprises a pinion (24) integral with a rotor (14) of at least one of the pneumatic motors (10) and which engages a toothing external of a ring gear (26) integral with a sheath (28) rotatably mounted in the starter and having internal longitudinal grooves (32) cooperating with external longitudinal grooves (40) at one end of a shaft ( 38) slidably mounted in the sheath (28), and on which the drive pinion (36) is mounted. 4. Démarreur selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'autre extrémité de l'arbre (38) porte un disque (42) guidant l'arbre (38) dans le fourreau (28) et délimitant d'une part, une surface d'appui pour une extrémité d'un ressort (44) de rappel, de grande raideur, dont l'autre extrémité s'appuie sur un épaulement interne (34) du fourreau (28) et, d'autre part, une surface d'appui pour une tige (50) prolongeant le piston (48) dans l'axe de l'arbre (38).4. Starter according to claim 3, characterized in that the other end of the shaft (38) carries a disc (42) guiding the shaft (38) in the sleeve (28) and delimiting on the one hand, a bearing surface for one end of a spring (44) of great stiffness, the other end of which rests on an internal shoulder (34) of the sleeve (28) and, on the other hand, a surface support for a rod (50) extending the piston (48) in the axis of the shaft (38). 5. Démarreur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les axes des deux rotors (12, 14) de chaque moteur pneumatique (10) se trouvent à la même distance de l'axe de rotation du pignon d'attaque (36), si bien que ce dernier peut être entraîné par l'un ou l'autre rotor (12, 14) dans un sens ou dans l'autre.5. Starter according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the axes of the two rotors (12, 14) of each pneumatic motor (10) are at the same distance from the axis of rotation of the pinion d attack (36), so that the latter can be driven by one or the other rotor (12, 14) in one direction or the other. 6. Démarreur selon l'une des revendications 1 à 5, du type comprenant un interrupteur centrifuge de découplage automatique du pignon d'attaque (36), dont la vitesse de découplage est réglée par le règlage de la compression d'au moins un ressort (132, 201, de rappel, et comportant au moins un tiroir (130,188) déplacé à l'encontre du ressort par un régulateur centrifuge entraîné à partir du moteur auquel est associé le démarreur, le tiroir (130, 188) commandant la fermeture d'un clapet antiretour (58, 60, 62) d'alimentation des moteurs pneumatiques (10) à grand débit, caractérisé en ce que le régulateur centrifuge est monté directement sur un arbre(18, 162) d'un rotor (14, 160) d'un moteur pneumatique (10) et repousse axialement une portée d'extrémité du tiroir (130, 188) de façon à dégager l'embouchure d'une canalisation de déviation (128, 196) reliée à la canalisation d'alimentation (126-118, 194-197) en parallèle du piston (48) et du moteur pneumatique (10), de sorte que la pression pneumatique provoque la poursuite du déplacement du tiroir (130, 188) dont une portée vient directement obturer la canalisation d'alimentation en parallèle du piston (48) et du moteur pneumatique (10).6. Starter according to one of claims 1 to 5, of the type comprising a centrifugal switch for automatic decoupling of the driving pinion (36), the decoupling speed of which is regulated by adjusting the compression of at least one spring (132, 201, reminder, and comprising at least one drawer (130,188) moved against the spring by a centrifugal regulator driven from the motor with which the starter is associated, the drawer (130, 188) controlling the closing of '' a non-return valve (58, 60, 62) for supplying pneumatic motors (10) with high flow rate, characterized in that the centrifugal regulator is mounted directly on a shaft (18, 162) of a rotor (14, 160 ) of a pneumatic motor (10) and axially pushes an end span mity of the drawer (130, 188) so as to release the mouth of a deflection pipe (128, 196) connected to the supply pipe (126-118, 194-197) in parallel with the piston (48) and of the pneumatic motor (10), so that the pneumatic pressure causes the slide (130, 188) to continue moving, a bearing surface of which directly blocks the supply line in parallel with the piston (48) and the pneumatic motor (10) . 7. Démarreur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le régulateur centrifuge comprend un arbre (166), monté en bout d'un axe (162) d'un rotor (160) d'un moteur pneumatique, et portant un support (170) tournant dans une chambre (172) et sur lequel des masselottes (174) en forme de disque sont articulées excentrées sur des axes (176) et sont en appui contre une bague (178) montée par un roulement (180) sur un axe coulissant (182) venant repousser le tiroir (188).7. Starter according to claim 6, characterized in that the centrifugal regulator comprises a shaft (166), mounted at the end of an axis (162) of a rotor (160) of a pneumatic motor, and carrying a support ( 170) rotating in a chamber (172) and on which disc-shaped weights (174) are articulated eccentrically on axes (176) and are pressed against a ring (178) mounted by a bearing (180) on an axis sliding (182) pushing the drawer (188). 8. Démarreur selon l'une des revendications 1 à 7, du type comportant un graisseur à tiroir et une commande d'alimentation en air comprimé, caractérisé en ce que la commande d'alimentation, intégrée dans le boîtier du démarreur, comprend une chambre (82) dans laquelle sont montés un clapet antiretour (84, 86, 88) sur l'embouchure d'une canalisation (68) d'alimentation permanente en air comprimé à faible débit, ainsi qu'une tige (92), destinée à provoquer l'ouverture du clapet antiretour, soit par la manoeuvre manuelle d'un bouton poussoir (100) solidaire de la tige (92) soit par le déplacement d'un piston (94), également solidaire de la tige (92), . dans la chambre (82), sous l'effet d'une pression pneumatique de commande (102), l'ouverture du clapet antiretour commandant la fermeture d'une canalisation (98) de mise à l'atmosphère de la chambre (82) ainsi que l'alimentation en parallèle d'au moins un moteur pneumatique (10), du piston (48) , du vérin pneumatique (46) à double action, et du graisseur à tiroir (112) à rappel élastique (113) à partir de la canalisation (68) d'alimentation permanente à faible débit, le tiroir (112) du graisseur ayant au moins deux portées séparées par une chambre en communications respectivement avec un réservoir de lubrifant (114) et avec une canalisation (104) d'alimentation en parallèle du piston (48)et du moteur pneumatique (10) lorsque le graisseur n'est pas ou est respectivement alimenté, de façon à assurer simultanément la lubrification du moteur pneumatique (10) et du piston (48) dans sonlogement.8. Starter according to one of claims 1 to 7, of the type comprising a slide lubricator and a compressed air supply control, characterized in that the supply control, integrated in the starter housing, comprises a chamber (82) in which are mounted a non-return valve (84, 86, 88) on the mouth of a pipe (68) permanent supply of compressed air at low flow rate, as well as a rod (92), intended to cause the opening of the check valve, or by manual operation of a pushbutton (100) integral with the rod (92) by moving a piston (94), also integral with the rod (92). in the chamber (82), under the effect of a pneumatic control pressure (102), the opening of the non-return valve controlling the closing of a pipe (98) for venting the chamber (82) as well as the parallel supply of at least one pneumatic motor (10), of the piston (48), of the pneumatic cylinder (46) with double action, and of the lubricator with drawer (112) with elastic return (113) from of the low-flow permanent supply line (68), the lubricator drawer (112) having at least two bearing surfaces separated by a chamber in communication respectively with a lubricant reservoir (114) and with a parallel supply pipe (104) for the piston (48) and the pneumatic motor (10) when the lubricator is not or is respectively supplied, so as to simultaneously lubricate the pneumatic motor (10) and piston (48) in its housing. 9. Démarreur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les rotors (12, 14) sont formés de matière plastique, et ont une dimension axiale importante de manière à être entraînés aux basses pressions, de l'ordre de 2 à 3 bars.9. Starter according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the rotors (12, 14) are formed of plastic, and have a large axial dimension so as to be driven at low pressures, of the order from 2 to 3 bars. lO. Démarreur selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend deux moteurs pneumatiques rotatifs (10) répartis autour du fourreau (28) de sorte que deux pignons (24) dont chacun est solidaire de l'un des rotors (12, 14) de l'un des moteurs (10) soient en prise avec la couronne dentée (26) du fourreau (28).lO. Starter according to any one of Claims 3 to 9, characterized in that it comprises two rotary pneumatic motors (10) distributed around the sheath (28) so that two pinions (24) each of which is integral with one of the rotors (12, 14) of one of the motors (10) are in engagement with the ring gear (26) of the sleeve (28).
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