EP0921307B1 - Démarreur de véhicule automobile à réducteur à engrenages comportant un dispositif limiteur d'à-coups - Google Patents

Démarreur de véhicule automobile à réducteur à engrenages comportant un dispositif limiteur d'à-coups Download PDF

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EP0921307B1
EP0921307B1 EP19980402013 EP98402013A EP0921307B1 EP 0921307 B1 EP0921307 B1 EP 0921307B1 EP 19980402013 EP19980402013 EP 19980402013 EP 98402013 A EP98402013 A EP 98402013A EP 0921307 B1 EP0921307 B1 EP 0921307B1
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starter
toothed
skirt
starter according
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Pascal Jacquin
Christophe Lecocq
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Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
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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
    • F02N15/043—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears the gearing including a speed reducer
    • F02N15/046—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears the gearing including a speed reducer of the planetary type

Definitions

  • the present invention relates to a starter for motor vehicle.
  • the invention relates more particularly to a starter of the type comprising an electric motor of which the output shaft rotates a coaxial launcher with interposition of a gear reducer, in particular of the type with planetary gear.
  • the friction device includes a annular friction disc which is rotatably linked to the crown and which is in axial abutment against the internal face of one of the flanges of the case against which the friction disc is stressed axially by a frustoconical elastic washer.
  • This design therefore calls for at least two additional components, compared to a train epicyclic without torque limiting device, i.e. the friction washer and elastic frustoconical washer.
  • the object of the invention is to propose a new design of a starter of the type mentioned previously which remedies the disadvantages which have just been mentioned.
  • the invention provides a starter for motor vehicle of the type comprising a housing in which is arranged an electric motor whose output shaft drives in rotation a coaxial launcher with the interposition of a reducer having an internally toothed crown which is mounted in a housing cavity in which it is immobilized in rotation and which comprises an annular skirt cylindrical toothed internally closed at one of its axial ends by a radial wall pierced at its center for the passage of a gearbox output shaft, the crown toothed comprising an elastically deformable zone in twist which is arranged at one of the axial ends of the internally toothed skirt to intervene between the latter and an adjacent part of the crown comprising means for immobilizing the crown in rotation in its cavity, characterized in that the deformable zone elastically consists of a series of link arms elastically deformable, of substantially axial orientation, which connect the axial end of the toothed skirt to the part adjacent to the ring gear comprising the means immobilization in rotation.
  • Part 1 of a motor vehicle starter 10 of the type comprising a electric motor 12 whose rotor 14 is mounted rotating, around an axis X-X inside a rear part 16 of the starter housing which is completed by a front part 18 hood-shaped.
  • the upper part (not shown in detail) of the starter 10 includes an electromagnetic contactor which, by means of a fork 20 in the form of a fork, acts known manner on a launcher 22 which is slidably mounted on a starter shaft 24 coaxial with the output shaft 26 of the engine electric 12.
  • the output shaft 26 of the electric motor 12, linked at rotation to rotor 14, projects axially forwards beyond of the front face 28 of the stator 30 and it rotates a pinion 32 which is the sun pinion of a planetary gear train 34 which constitutes a gear reducer interposed between the shaft 26 and the starter shaft 24.
  • the sun gear 32 cooperates with the pinions planetary gears 34 satellites 34 which are rotatably mounted around axes 38 which are carried by a radial plate 40 planet carrier which is linked in rotation to the output shaft 42 of the reducer 34 which is a hollow shaft inside which is received the rear splined end (not shown) of the shaft launcher 24 for the rotational drive of the latter by the output shaft 42.
  • the planetary gear 34 also includes a crown 44 internally toothed inside which mesh the satellites 36 and which is immobilized in rotation relative to the starter housing 10.
  • the toothed crown 44 produced in accordance with lessons of the invention, consists essentially of by a cylindrical annular skirt 46 which is open axially at its rear end 48 and whose front end is closed by a radial wall 50 which is pierced in its center of a hole 52 in which, the rotation shaft is mounted exit 42.
  • the peripheral surface 56 of the skirt 46 is a cylindrical surface and the ring gear 44 is received in a complementary hollow cylindrical cavity 58 formed in the cover 18 of the starter housing 10 and which is open axially backwards to allow axial insertion, from right to left considering figure 1, from ring gear 44 in the cavity 58, the latter being axially delimited by a radial shoulder 60.
  • the internal cylindrical surface of the skirt 46 is toothed and it has for this purpose a series of teeth 62 which extend over the entire axial length of the internal surface toothed 61, that is to say notably substantially to the bottom of the ring gear 44 formed by the internal radial face 64 of the wall 50.
  • the front axial end portion of the skirt 46 comprises a series of recesses 70 distributed angularly from evenly around the X-X axis of the ring gear 44.
  • the recesses 70 which pass radially through in part the thickness of the material constituting the skirt 46, define between them as many link arms 72 each of which extends axially to connect the skirt 46 to the radial wall of background 50.
  • the set of arms 72 constitutes the zone 66 elastically deformable in torsion, i.e. their elastic deformation allows, by transverse bending arms 72, to generally rotate the skirt 46 by relative to the wall 50.
  • the ring gear 44 is linked in rotation to the housing 10 by a series of lugs 74, here three in number, of which each extends axially forward from the face external radial 76 of the wall 50.
  • each lug 74 is in the extension of the external cylindrical face 56 of the skirt 46 and each lug 74 is received in a housing complementary formed in the bottom shoulder 60 of the cavity 58.
  • each recess 70 extends axially towards the rear in the bottom wall 50 to open into the front radial face 76 of the latter, the recess being delimited radially towards the interior by an interior edge 75.
  • the toothed skirt 46 can rotate relative to the wall 50 and therefore relative to the housing.
  • the starter 10 thus comprises elastic damping means in twist arranged at the gear reducer 34 which do not use any additional components compared to a starter fitted with a conventional planetary gear, only the gear design being changed in accordance with the teachings of the invention.
  • the invention is not limited to the case of a reduction gear with planetary gear but also found to apply in other case, for example when the reduction gear 34 is a gear offset gears with a ring gear internally.

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Description

La présente invention concerne un démarreur de véhicule automobile.
L'invention concerne plus particulièrement un démarreur du type comportant un moteur électrique dont l'arbre de sortie entraíne en rotation un lanceur coaxial avec interposition d'un réducteur à engrenages, notamment du type à train épicycloïdal.
Afin de limiter la valeur du couple maximal transmissible entre l'arbre de sortie du moteur électrique et l'arbre du lanceur, il est connu de prévoir un dispositif de limitation du couple.
A cet effet, il a déjà été proposé, par exemple dans le document JP-A-06.078.495, un démarreur dont le train épicycloïdal comporte un boítier cylindrique à l'intérieur duquel la couronne, dentée intérieurement, est montée à rotation et du type dans lequel la couronne est liée en rotation au boítier par l'intermédiaire d'un dispositif limiteur de couple à friction interposé axialement entre la couronne et un flasque latéral du boítier.
Dans ce document, le dispositif à friction comporte un disque annulaire de friction qui est lié en rotation à la couronne et qui est en appui axial contre la face interne de l'un des flasques du boítier contre laquelle le disque de friction est sollicité axialement par une rondelle élastique tronconique.
Cette conception fait donc appel à au moins deux composants supplémentaires, par rapport à un train épicycloïdal sans dispositif limiteur de couple, c'est-à-dire la rondelle de friction et la rondelle tronconique élastique.
Outre ce nombre de composants important, la conception proposée dans ce document complique la conception de la couronne du train épicycloïdal, augmente l'encombrement axial du train épicycloïdal et rend particulièrement complexes les opérations d'assemblage des différents composants.
Selon une autre conception, et toujours afin de réduire les fortes surcharges mécaniques transmises aux organes tournants du démarreur, qui résultent des brusques variations de vitesse(s) apparaissant durant la période de démarrage du fait des brusques ralentissements du moteur thermique qui peuvent survenir suite aux premières explosions trop en avance par rapport au passage au point mort haut des pistons, il a été aussi proposé d'associer à un réducteur à train épicycloïdal un ou plusieurs amortisseurs constitués de blocs de caoutchouc qui arrêtent en rotation la couronne externe dentée du train d'engrenages. Cette solution est toutefois encombrante, fait appel à des composants supplémentaires et occasionne un coût supplémentaire important tout en compliquant les opérations d'assemblage des composants du réducteur et/ou du démarreur.
L'invention a pour objet de proposer une nouvelle conception d'un démarreur du type mentionné précédemment qui remédie aux inconvénients qui viennent d'être évoqués.
Dans ce but, l'invention propose un démarreur de véhicule automobile du type comportant un boítier dans lequel est agencé un moteur électrique dont l'arbre de sortie entraíne en rotation un lanceur coaxial avec interposition d'un réducteur comportant une couronne, dentée intérieurement qui est montée dans une cavité du boítier dans laquelle elle est immobilisée en rotation et qui comporte une jupe annulaire cylindrique dentée intérieurement fermée à l'une de ses extrémités axiales par une paroi radiale percée en son centre pour le passage d'un arbre de sortie du réducteur, la couronne dentée comportant une zone déformable élastiquement en torsion qui est agencée à l'une des extrémités axiales de la jupe dentée intérieurement pour intervenir entre cette dernière et une partie adjacente de la couronne comportant des moyens pour l'immobilisation en rotation de la couronne dans sa cavité, caractérisé en ce que la zone déformable élastiquement est constituée par une série de bras de liaison déformables élastiquement, d'orientation sensiblement axiale, qui relient l'extrémité axiale de la jupe dentée à la partie adjacente de la couronne dentée comportant les moyens d'immobilisation en rotation.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention :
  • les bras de liaison sont répartis angulairement de manière régulière autour de l'axe de la couronne ;
  • deux bras de liaison adjacents sont séparés par un évidement formé au moins en partie dans l'épaisseur radiale d'une portion d'extrémité axiale de la jupe dentée intérieurement ;
  • l'évidement traverse radialement la portion d'extrémité axiale de la jupe dentée intérieurement :
  • la zone déformable élastiquement est agencée à l'extrémité axiale de la jupe dentée intérieurement qui est fermée par la paroi radiale ;
  • l'évidement s'étend axialement dans la paroi radiale ;
  • les moyens d'immobilisation en rotation de la couronne dentée dans sa cavité comporte au moins un ergot porté par la couronne qui est reçu dans un logement complémentaire du boítier ;
  • l'ergot s'étend axialement à partir de la face externe de la cloison radiale de la couronne ;
  • le réducteur est du type à train épicycloïdal.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
  • La figure 1 est une vue en section axiale partielle du moteur électrique d'un démarreur associé à son train épicycloïdal comportant un dispositif limiteur de couple réalisé conformément aux enseignements de l'invention ;
  • la figure 2 est une vue en section axiale et à plus grande échelle de la couronne dentée du réducteur à engrenages du démarreur de la figure 1 ; et
  • la figure 3 est une vue en perspective de la couronne dentée de la figure 2.
On a représenté sur la figure 1 une partie d'un démarreur 10 de véhicule automobile du type comportant un moteur électrique 12 dont le rotor 14 est monté tournant, autour d'un axe X-X à l'intérieur d'une partie arrière 16 du boítier du démarreur qui est complétée par une partie avant 18 en forme de capot.
La partie supérieure (non illustrée en détails) du démarreur 10 comporte un contacteur électromagnétique qui, par l'intermédiaire d'un levier 20 en forme de fourche, agit de manière connue sur un lanceur 22 qui est monté coulissant sur un arbre de lanceur 24 coaxial à l'arbre de sortie 26 du moteur électrique 12.
L'arbre de sortie 26 du moteur électrique 12, lié en rotation au rotor 14, fait saillie axialement vers l'avant au delà de la face avant 28 du stator 30 et il entraíne en rotation un pignon 32 qui est le pignon solaire d'un train épicycloïdal 34 qui constitue un réducteur à engrenages interposé entre l'arbre de sortie 26 et l'arbre de lanceur 24.
Le pignon solaire 32 coopère avec les pignons satellites 36 du train épicycloïdal 34 qui sont montés à rotation autour d'axes 38 qui sont portés par un plateau radial 40 porte-satellites qui est lié en rotation à l'arbre de sortie 42 du réducteur 34 qui est un arbre creux à l'intérieur duquel est reçu l'extrémité cannelée arrière (non représentée) de l'arbre de lanceur 24 pour l'entraínement en rotation de ce dernier par l'arbre de sortie 42.
Le train épicycloïdal 34 comporte aussi une couronne 44 dentée intérieurement à l'intérieur de laquelle engrènent les satellites 36 et qui est immobilisée en rotation par rapport au boítier du démarreur 10.
La couronne dentée 44, réalisée conformément aux enseignements de l'invention, est constituée pour l'essentiel par une jupe annulaire cylindrique 46 qui est ouverte axialement à son extrémité arrière 48 et dont l'extrémité avant est fermée par une paroi radiale 50 qui est percée en son centre d'un trou 52 dans lequel, est monté à rotation l'arbre de sortie 42.
La surface périphérique 56 de la jupe 46 est une surface cylindrique et la couronne dentée 44 est reçue dans une cavité cylindrique creuse complémentaire 58 formée dans le capot 18 du boítier du démarreur 10 et qui est ouverte axialement vers l'arrière pour permettre l'introduction axiale, de la droite vers la gauche en considérant la figure 1, de la couronne dentée 44 dans la cavité 58, cette dernière étant délimitée axialement par un épaulement radial 60.
La surface cylindrique interne de la jupe 46 est dentée et elle comporte à cet effet une série de dents 62 qui s'étendent sur toute la longueur axiale de la surface interne dentée 61, c'est-à-dire notamment sensiblement jusqu'au fond de la couronne dentée 44 constituée par la face radiale interne 64 de la paroi 50.
Conformément aux enseignements de l'invention, et afin de constituer une zone 66 déformable élastiquement en torsion, la portion d'extrémité axiale avant de la jupe 46 comporte une série d'évidements 70 répartis angulairement de manière régulière autour de l'axe X-X de la couronne dentée 44.
Les évidements 70, qui traversent radialement de part en part l'épaisseur du matériau constitutif de la jupe 46, délimitent entre eux autant de bras de liaison 72 dont chacun s'étend axialement pour relier la jupe 46 à la paroi radiale de fond 50.
L'ensemble des bras 72 constitue la zone 66 déformable élastiquement en torsion, c'est-à-dire que leur déformation élastique permet, par fléchissement transversal des bras 72, de faire globalement tourner la jupe 46 par rapport à la paroi 50.
La couronne dentée 44 est liée en rotation au boítier 10 par une série d'ergots 74, ici au nombre de trois, dont chacun s'étend axialement vers l'avant à partir de la face radiale externe 76 de la paroi 50.
La face supérieure cylindrique 78 de chaque ergot 74 est dans le prolongement de la face cylindrique externe 56 de la jupe 46 et chaque ergot 74 est reçu dans un logement complémentaire formé dans l'épaulement de fond 60 de la cavité 58.
Comme on peut le voir notamment sur la figure 2, chaque évidement 70 s'étend axialement vers l'arrière dans la paroi de fond 50 pour déboucher dans la face radiale avant 76 de cette dernière, l'évidement étant délimité radialement vers l'intérieur par un bord intérieur 75.
Lorsque la couronne dentée 44 est en position dans le capot 18 du boítier du démarreur comme cela est illustré à la figure 1, elle est globalement immobilisée en rotation par les ergots 74.
Toutefois, du fait de la présence de la zone déformable 66, la jupe dentée 46 peut tourner par rapport à la paroi 50 et donc par rapport au boítier.
Conformément à l'invention, le démarreur 10 comporte ainsi des moyens d'amortissement élastique en torsion agencés au niveau du réducteur à engrenages 34 qui ne font appel à aucun composant supplémentaire par rapport à un démarreur équipé d'un train épicycloïdal classique, seule la conception de la couronne dentée étant modifiée conformément aux enseignements de l'invention.
L'invention n'est pas limitée au cas d'un réducteur à train épicycloïdal mais trouve aussi à s'appliquer dans d'autres cas, par exemple lorsque le réducteur 34 est un train à engrenages décalés comportant une couronne dentée intérieurement.

Claims (9)

  1. Démarreur (10) de véhicule automobile du type comportant un boítier (18) dans lequel est agencé un moteur électrique (12) dont l'arbre de sortie (26) entraíne en rotation un lanceur coaxial (22) avec interposition d'un réducteur (34) comportant une couronne (44), dentée intérieurement, qui est montée dans une cavité (58) du boítier dans laquelle elle est immobilisée en rotation et qui comporte une jupe annulaire cylindrique (46) dentée intérieurement et fermée à l'une de ses extrémités axiales par une paroi radiale (50) percée en son centre pour le passage d'un arbre de sortie (42) du réducteur, la couronne dentée (44) comportant une zone (66) déformable élastiquement en torsion qui est agencée à l'une des extrémités axiales de la jupe dentée intérieurement (46) pour intervenir entre cette dernière et une partie adjacente de la couronne comportant des moyens (74) pour l'immobilisation en rotation de la couronne (44) dans sa cavité (58), caractérisé en ce que la zone déformable élastiquement est constituée par une série de bras (72) de liaison déformables élastiquement, d'orientation sensiblement axiale, qui relient l'extrémité axiale de la jupe dentée (46) à la partie adjacente (50) de la couronne dentée (44) comportant les moyens (74) d'immobilisation en rotation.
  2. Démarreur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bras de liaison (72) sont répartis angulairement de manière régulière autour de l'axe (X-X) de la couronne.
  3. Démarreur selon la revendication 2, caractérisé en ce que deux bras de liaison adjacents (72) sont séparés par un évidement (70) formé au moins en partie dans l'épaisseur radiale d'une portion d'extrémité axiale de la jupe (46) dentée intérieurement.
  4. Démarreur selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit évidement traverse radialement la portion d'extrémité axiale de la jupe dentée intérieurement.
  5. Démarreur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la zone déformable élastiquement (66, 70, 72) est agencée à l'extrémité axiale de la jupe dentée intérieurement qui est fermée par la paroi radiale (50).
  6. Démarreur selon la revendication 5 prise en combinaison avec l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que ledit évidement (70) s'étend axialement dans la paroi radiale (50).
  7. Démarreur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'immobilisation en rotation de la couronne dentée dans sa cavité comporte au moins un ergot (74) porté par la couronne (44) qui est reçu dans un logement complémentaire (60) du boítier.
  8. Démarreur selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'ergot (74) s'étend axialement à partir de la face externe (76) de la cloison radiale (50) de la couronne (44).
  9. Démarreur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réducteur (34) est du type à train épicycloïdal.
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