EP0064009A1

EP0064009A1 - Démarreur pneumatique rotatif pour moteur à combustion interne

Info

Publication number: EP0064009A1
Application number: EP82400736A
Authority: EP
Inventors: Albert René Faux; Jacques Wrzonski
Original assignee: COMPRESSEURS ERVOR ENVE SA
Current assignee: COMPRESSEURS ERVOR ENVE SA
Priority date: 1981-04-28
Filing date: 1982-04-26
Publication date: 1982-11-03
Also published as: FR2504602A1; ES8304268A1; ES511778A0; DE64009T1

Abstract

L'invention concerne les démarreurs pneumatiques pour moteurs à combustion interne.

Elle se rapporte à une démarreur pneumatique dans lequel la commande de translation du pignon 36 d'attaque est assurée par un vérin pneumatique 46 qui, dans une première partie de sa course, ne reçoit l'air comprimé que sur une première surface 52 et, dans la seconde partie de sa course, le reçoit aussi sur une seconde surface 54. De cette manière, le ressort 44 de rappel peut être comprimé avec une force importante en fin de course et peut donc avoir une raideur élevée, évitant l'utilisation d'une roue libre.

Application au démarrage des moteurs diesel.

Description

La présente invention concerne un démarreur pneumatique rotatif pour moteur à combustion interne.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Elle concerne aussi un démarreur pneumatique qui s'adapte,avec des changements faibles ou nuls,à toute sorte de moteur à combustion interne.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.

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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
On considère maintenant le fonctionnement de l'appareil représenté sur la 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Les figures 3 et 4 représentent plus en détail une variante d'interrupteur centrifuge.
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.
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.
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.
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).
La courbe inférieure en trait plein correspond au cas où il n'y a pas d'allumage.
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.
Cette disposition permet l'application de couples élevés lorsque les moteurs le nécessitent.
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.
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.
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.
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.
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.
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.

Claims

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.

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.

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).

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).

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.

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).

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).

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.

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.

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).