EP0924425A1 - Démarreur de véhicule automobile comportant un lanceur perfectionné. - Google Patents

Démarreur de véhicule automobile comportant un lanceur perfectionné. Download PDF

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EP0924425A1
EP0924425A1 EP98123487A EP98123487A EP0924425A1 EP 0924425 A1 EP0924425 A1 EP 0924425A1 EP 98123487 A EP98123487 A EP 98123487A EP 98123487 A EP98123487 A EP 98123487A EP 0924425 A1 EP0924425 A1 EP 0924425A1
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EP
European Patent Office
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starter
drive
pinion
friction
axially
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Gérard Vilou
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Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Original Assignee
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
    • F02N15/022—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the starter comprising an intermediate clutch
    • F02N15/025—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the starter comprising an intermediate clutch of the friction type
    • 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
    • F02N15/062—Starter drives
    • F02N15/063—Starter drives with resilient shock absorbers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/13—Machine starters
    • Y10T74/131—Automatic
    • Y10T74/134—Clutch connection

Definitions

  • the present invention relates to a starter for a motor with motor vehicle combustion.
  • the invention relates more particularly to a starter of the type comprising an electric motor, the motor shaft of which is provided with helical grooves for the rotational drive of a coach, in the form of a drive socket, belonging to a launcher which can slide axially on the motor shaft, between a rear position of rest and a position before engagement of a starter pinion with a crown gear of the flywheel of the combustion engine, and of the type wherein the starter pinion is axially coupled to the socket drive to which it is linked in rotation by a device allowing rotation of the drive sleeve relative to the starter pinion when the speed of rotation of the latter is greater than that of the drive sleeve.
  • the roller freewheel device also dampens sudden vibrations of the torque which is transmitted between the socket and the pinion of the starter.
  • This type of freewheel with rollers is very efficient, in particular when the excessive speed of the pinion in relation to the bush training lasts for a long time, which happens especially when the driver does not cut the power to the starter immediately after starting the engine.
  • New electronically controlled starters include means for detecting the starting of the heat engine and starter switch command to cause the return of the launcher to its rest position via the lever control on which the contactor acts.
  • These starters thus use electronic modules of control of their electric motor which allow to cut automatically supply the electric motor to the starter and simultaneously return the coach to its rear position of rest in which the starter pinion is no longer meshed with the flywheel of inertia of the heat engine.
  • the “freewheeling" operating phase is thus extremely short duration and it is independent of the time of vehicle driver reaction.
  • a freewheel of known design in particular of the type with pebbles, is then oversized compared to its use, that is to say especially in relation to the short duration of his intervention.
  • the document FR 2066173 also proposes a design inertia launcher in which the coupling ring has a conical rim whose section decreases towards the coach, periphery on which commits, during the start-up process, the enlarged cone-shaped coach and attacking the ring elastic coupling.
  • a compression spring leans against the pinion and against the stop ring fixed on the shaft armature.
  • the spring of compression plays a double role: to prestress the two cones and ensuring the return to rest of the launcher and its maintenance at rest. From this in the working position, the spring develops a maximum force which increases the residual torque during freewheeling while it would need a weak force not to transmit an overspeed excessive at armature.
  • the object of the invention is to remedy the drawbacks which have just been mentioned by proposing a starter for a motor with motor vehicle combustion of the type in which the pinion launcher is linked in rotation to the drive sleeve by a device allowing rotation of the drive sleeve relative to the starter pinion when the speed of rotation of the latter is higher than that of the drive sleeve, characterized in that the device interposed between the drive sleeve and the pinion launcher has two front and rear friction surfaces complementary, carried respectively by the starter pinion and the drive sleeve, in that the starter pinion is mounted movable axially with respect to the drive bushing to which it is coupled, and in that the two friction surfaces are stressed elastically in contact with each other by a valuable effort predetermined, so that the drive sleeve can slide in rotation relative to the starter pinion when the speed of rotation of the latter is greater than that of the socket training.
  • FIG. 1 shows part 10 of a drive shaft a starter 12 for a vehicle internal combustion engine automobile, driven by an electric motor 11.
  • the motor shaft 10 is mounted rotating in a casing 14 by through a needle bearing 16.
  • a launcher 19 is slidably mounted axially on the end front of tree 10.
  • the launcher comprises a socket drive 18 located axially rearward, that is to say towards the right considering figure 1, and a starter pinion 20.
  • the starter pinion 20 is guided in sliding on a smooth cylindrical section 22 of the front end of the motor shaft 10 by through a pad 24.
  • the drive sleeve 18 is axially coupled to the pinion launcher 20 by a roller freewheel device 26 which allows the drive bush 18 to drive the starter gear 20 in a direction of rotation, said motor direction of shaft 10, while in the other sense, the freewheel device 26 disengages the rotational drive of the pinion 20 relative to the motor shaft 10.
  • the drive sleeve 18 is itself driven in rotation by the drive shaft 10 via two series of helical splines 28, 29 formed respectively on the shaft motor 10 and in an internal cylindrical portion of the sleeve training 18.
  • the sliding movements of the socket 18 and the starter pinion 20 in the motor shaft 10 are controlled, according to a known design, by a fork pivoting 30 of starter 12 which is itself controlled by a contactor 32 of known conventional design.
  • the launcher 19 constituted by the coupling of the launcher pinion 20 and the drive sleeve 18 can therefore slide axially between its rear rest position illustrated in FIG. 1, and an active position before meshing of the starter pinion teeth 20 with a wheel gear (not shown) of the flywheel of the internal combustion engine, this position corresponding to an axial offset of the launcher 19, towards the left considering figure 1, until the transverse face front 34 of the pinion 20 comes into axial abutment against a washer of stop 36 carried by the shaft 10.
  • the socket 18 and the starter pinion 20 are linked in rotation by a device 38 similar to a friction clutch 38 which has two surfaces, front 40 and rear 42, complementary friction.
  • the surface 40 is a concave frustoconical surface coaxial with the axis of the launcher 19 and therefore the axis of the launcher pinion 20 which carries this friction surface 40.
  • the toothed part of the starter pinion 20 extends axially towards the rear in direction of the drive sleeve 18 by a tubular section 44, made integrally with the body of the starter pinion 20, inside which the friction surface 40 is produced.
  • the starter pinion 20 is thus delimited axially towards the rear by an annular transverse edge at the rear end 46.
  • the rear tubular section 44 is delimited radially towards outside by a cylindrical surface 48 and forwards by a front radial shoulder 50.
  • the drive sleeve 18 comprises, according to a design known, a tubular body 52, inside which are formed the helical splines 29, which is delimited by a transverse face rear annular 54 and by a front annular transverse face 56.
  • the front part, to the left considering figure 2, of the tubular body 52 of the drive sleeve 18 is of a thickness more important than the back so that it is delimited radially outward through the frustoconical friction surface convex 42 which extends axially rearward from the end transverse before 56 and this over about half of the axial length total of the drive sleeve 18.
  • the two frustoconical friction surfaces 40 and 42 are coaxial and complementary, that is to say they are of the same angle.
  • the axial length of the two friction surfaces, corresponding to the distance between the rear ends 46 of the pinion launcher 20 and before 56 of the drive sleeve, and the angle of frustoconical surfaces are such that the mean diameter D of the surfaces frustoconical 40 and 42 is substantially equal to the diameter of the cylinder primitive CP of the starter pinion 20.
  • the starter pinion 20 is axially coupled to the sleeve drive 18 by a coupling cover 58 which is for example a sheet metal part cut and folded.
  • the cover 58 has an annular cylindrical outer skirt 60, a front flange 62 of internal radial orientation which extends radially in the direction of the body of the starter pinion 20 and the internal peripheral part extends in particular axially opposite the front shoulder 50 which delimits the rear section 44 of the pinion launcher 20.
  • the cover 58 also includes a rear flange 64 which is crimped, when assembling the launcher, radially inwards in look of a rear shoulder 66, of frustoconical profit, formed in a ferrule 68 of the drive sleeve 18.
  • Ferrule 68 which gives a bell shape to the front part of the drive sleeve 18, extends axially forward and it is connected to the front section of the body 52 of the drive sleeve 18 by a rear radial wall 70, while its transverse edge annular free end front 72 constitutes a support for the portion of the internal face opposite the radial flange 62 of the crimped cover 58 which determines the axial position of the latter relative to the socket 18 after crimping.
  • a washer elastic with axial action 74 is mounted compressed axially between the front radial shoulder 50 of the starter pinion 20 and the internal face facing the internal radial flange 62 of the crimped cover 58 of so as to elastically stress the frustoconical surfaces of friction 40 and 42 in mutual contact with a predetermined axial force F which applies these two friction surfaces against each other.
  • the rear axial part 52 of the drive sleeve 18 is externally shaped into a very wide radial groove 76 axial which receives the free ends of the fork 30.
  • the groove 76 is delimited axially forwards by the face transverse rear radial orientation 78 of the wall 50 and towards the rear by an external radial flange 80 belonging to a ring 82 which is attached to the tubular rear part of small thickness of the body 52 of the drive sleeve 18.
  • the ring 82 includes a front tubular shell 84 which is threaded axially on the rear cylindrical section 86 of the rear part of the tubular body 52, the ring 82 being retained axially on the drive bush 18 by an elastic ring 88 received in a groove complementary to the surface 86.
  • the ring 82 is preferably force-fitted by its ferrule 84 on the rear part of the tubular body 52 of the sleeve training 18.
  • the presence of the ferrule 84 provides an effect hooping of the rear part of the tubular body 52 of the sleeve drive 18 so as to oppose bursting efforts, radially outward, resulting from the reaction forces between the helical teeth 28 of the shaft 10 and 29 of the drive sleeve 18.
  • the elastic means here constituted by the elastic washer compressed 74, transmit an initial torque C of the drive bush 18 to the starter gear 20 by through the conical friction clutch 40, 42, the value of torque C being equal to the product of the force F by a coefficient K which is a construction factor which depends in particular on the average diameter D, the coefficient of friction between the two surfaces 40 and 42 and the angle of the cone of these surfaces.
  • the initial torque C which is much lower than the torque required to cause the drive of the starter ring by the starter, is sufficient to allow the launcher to be screwed onto the helical splines 28 of the shaft 10 and to bring the pinion of launcher 20 in abutment against the abutment ring 36.
  • the launcher 19 can no longer advance axially towards the left considering the figures, and the axial pressure force of the clutch 38, that is to say the axial force which applies the surfaces frustoconical frictions 40 and 42 against each other, increases with the resistant torque that the starter ring opposes to the engine thanks to the effect of the "screw-nut" system produced by the cooperation of helical splines 28 and 29 which transform the torque into an effort axial.
  • the launcher 19 being always maintained axially with the pinion 20 which cooperates with the starter ring via contactor 32 as long as this the latter is powered, the starter pinion 20 rotates faster than the shaft output 10, 22 of the electric motor 11 of the starter, which allows the unscrewing the launcher 19 on the shaft 10.
  • the elastic means are constituted by a compression helical spring 74 which is axially interposed between a rear abutment surface which is here constituted by the flange rear internal radial 64 of cover 58 and a front abutment surface which here is constituted by a face opposite an external radial edge 90 of the tubular part 68 of the body 52 of the drive sleeve 18.
  • the means elastic again consist of an elastic washer 74 which is axially interposed between a rear stop surface formed by the internal rear radial flange 64 of the cover 58 and a surface of front stop constituted by the annular face opposite a radial edge external 90 of the front part of the body 52 of the drive sleeve 18.
  • the front face 78 of the groove 76 is constituted by a washer 78 which is held axially in abutment forward by the ferrule 84 of the ring 82.
  • FIG. 5 differs from the mode of embodiment of Figure 2 by the constitution of the groove 76 whose faces front 78 and rear 80 consist of two orientation flanges radial produced integrally with the body 52 of the sleeve training 18.
  • the coupling cover 58 can be fixed on the drive sleeve by any medium, for example by elastic interlocking, by welding, by collage, etc.
  • the elastic washer 74 or the coil spring of Figure 3 compression can be replaced by any other equivalent elastic element such as a rod, a block of material elastomer, etc.
  • the frustoconical friction surfaces 40 and 42 can be reversed, i.e. the convex frusto-conical surface can be associated with the starter pinion while the tapered surface concave is formed in the drive sleeve 18.

Landscapes

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Abstract

L'invention propose un démarreur pour un moteur à combustion de véhicule automobile du type dans lequel le pignon de lanceur (20) est lié en rotation à la douille d'entraînement (18) par un dispositif (38) permettant une rotation de la douille d'entraînement (18) par rapport au pignon de lanceur (20) lorsque la vitesse de rotation de ce dernier est supérieure à celle de la douille d'entraînement (18), caractérisé en ce que le dispositif (38) comporte deux surfaces avant (40) et arrière (42) de frottement complémentaires, portées respectivement par le pignon de lanceur (20) et la douille d'entraînement (18), en ce que le pignon de lanceur (20) est monté mobile axialement par rapport à la douille d'entraînement (18) à laquelle il est attelé, et en ce que les deux surfaces de frottement (40, 42) sont sollicitées élastiquement (74) au contact l'une de l'autre par un effort de valeur prédéterminée. <IMAGE>

Description

La présente invention concerne un démarreur pour un moteur à combustion de véhicule automobile.
L'invention concerne plus particulièrement un démarreur du type comportant un moteur électrique dont l'arbre moteur est muni de cannelures hélicoïdales pour l'entraínement en rotation d'un entraíneur, en forme d'une douille d'entraínement, appartenant à un lanceur qui peut coulisser axialement sur l'arbre moteur, entre une position arrière de repos et une position avant d'engrènement d'un pignon de lanceur avec une couronne dentée du volant du moteur à combustion, et du type dans lequel le pignon de lanceur est attelé axialement à la douille d'entraínement à laquelle il est lié en rotation par un dispositif permettant une rotation de la douille d'entraínement par rapport au pignon de lanceur lorsque la vitesse de rotation de ce dernier est supérieure à celle de la douille d'entraínement.
Dans les démarreurs conventionnels, c'est un dispositif de roue libre qui est interposé entre le pignon de lanceur et la douille d'entraínement. Cette roue libre a pour fonction principale d'éviter que, lorsque le moteur thermique démarre, le pignon de l'entraíneur entraíne le moteur électrique du démarreur à une vitesse trop importante susceptible de détériorer ce dernier.
Le dispositif de roue libre à galets permet d'amortir aussi les vibrations brusques du couple qui est transmis entre la douille d'entraínement et le pignon du lanceur.
Ce type de roue libre à galets est très performant notamment lorsque la vitesse excessive du pignon par rapport à la douille d'entraínement se prolonge pendant une durée importante, ce qui arrive notamment lorsque le conducteur ne coupe pas l'alimentation du démarreur immédiatement après le démarrage du moteur thermique.
Ce dernier phénomène est d'autant plus fréquent que les habitacles des véhicules modernes sont de plus en plus isolés du point de vue acoustique, cette insonorisation nuisant à la perception par le conducteur du démarrage du moteur thermique qui se fait généralement par détection auditive des variations de bruit du moteur.
De nouveaux démarreurs à commande électronique comportent des moyens de détection du démarrage du moteur thermique et de commande du contacteur du démarreur pour provoquer le retour du lanceur vers sa position de repos par l'intermédiaire du levier de commande sur lequel agit le contacteur.
Ces démarreurs utilisent ainsi des modules électroniques de commande de leur moteur électrique qui permettent de couper automatiquement l'alimentation du moteur électrique du démarreur et de ramener simultanément l'entraíneur vers sa position arrière de repos dans laquelle le pignon de lanceur n'est plus engrené avec le volant d'inertie du moteur thermique.
La phase de fonctionnement "en roue libre" est ainsi d'une durée extrêmement réduite et elle est indépendante du temps de réaction du conducteur du véhicule.
Une roue libre de conception connue, notamment du type à galets, est alors surdimensionnée par rapport à son usage, c'est-à-dire notamment par rapport à la faible durée de son intervention.
Une telle roue libre est donc trop encombrante, trop lourde et d'un coût trop élevé par rapport à son usage.
Il a déjà été proposé de supprimer complètement la présence d'un dispositif à roue libre, mais en supprimant cette roue libre, on supprime aussi la fonction d'amortissement des à-coups, au détriment de la tenue mécanique du démarreur et de son bruit de fonctionnement qui résulte notamment du fait que le couple résistant imposé par le moteur thermique varie de manière importante sur un tour de vilebrequin du fait des efforts cycliques de compression des gaz présents dans les cylindres du moteur.
Le document FR 2066173 propose également une conception de lanceur à inertie dans lequel la bague d'accouplement présente un pourtour conique dont la section diminue en direction de l'entraíneur, pourtour sur lequel s'engage, lors du processus de démarrage, l'entraíneur élargi en forme de cône et attaquant la bague d'accouplement élastique. Dans ce dispositif, un ressort de compression s'appuie contre le pignon et contre la bague de butée fixée sur l'arbre d'induit.
On constate toutefois dans cette conception que le ressort de compression joue un double rôle: mettre en précontrainte les deux cônes et assurer le retour au repos du lanceur et son maintien au repos. De ce fait, en position travail, le ressort développe une force maximale qui augmente le couple résiduel en fonctionnement en roue libre alors qu'il faudrait une force faible pour ne pas transmettre une survitesse excessive à I'induit.
L'invention a pour objet de remédier aux inconvénients qui viennent d'être mentionnés en proposant un démarreur pour un moteur à combustion de véhicule automobile du type dans lequel le pignon de lanceur est lié en rotation à la douille d'entraínement par un dispositif permettant une rotation de la douille d'entraínement par rapport au pignon de lanceur lorsque la vitesse de rotation de ce dernier est supérieure à celle de la douille d'entraínement, caractérisé en ce que le dispositif interposé entre la douille d'entraínement et le pignon de lanceur comporte deux surfaces avant et arrière de frottement complémentaires, portées respectivement par le pignon de lanceur et la douille d'entraínement, en ce que le pignon de lanceur est monté mobile axialement par rapport à la douille d'entraínement à laquelle il est attelé, et en ce que les deux surfaces de frottement sont sollicitées élastiquement au contact l'une de l'autre par un effort de valeur prédéterminée, de manière que la douille d'entraínement puisse glisser en rotation par rapport au pignon de lanceur lorsque la vitesse de rotation de ce dernier est supérieure à celle de la douille d'entraínement.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention :
  • les surfaces de frottement sont deux surfaces tronconiques complémentaires ;
  • la surface tronconique arrière de frottement est convexe et s'étend axialement vers l'arrière depuis l'extrémité avant de la douille d'entraínement, et la surface avant de frottement est concave complémentaire et s'étend axialement vers l'avant depuis l'extrémité arrière du pignon de lanceur ;
  • le diamètre moyen des surfaces de frottement est sensiblement égal au diamètre du cylindre primitif du pignon de lanceur ;
  • l'une au moins des deux surfaces de frottement est revêtue d'une garniture de friction ;
  • les moyens d'attelage entre le pignon de lanceur et la douille d'entraínement comportent deux surfaces de butée avant et arrière, d'orientation radiale, qui sont portées respectivement par la douille d'entraínement et le pignon de lanceur et entre lesquelles des moyens élastiques sont montés comprimés axialement pour solliciter les deux surfaces de frottement au contact l'une de l'autre ;
  • la surface de butée avant, ou arrière, est une collerette radiale interne appartenant à un capot d'attelage dont une autre collerette radiale interne s'étend en regard d'un épaulement radial externe de la douille d'entraínement, ou du pignon de lanceur ;
  • la douille d'entraínement est déplacée axialement d'arrière en avant par une extrémité d'un levier de commande reçue axialement dans une gorge radiale de la douille d'entraínement.
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 schématique partielle en coupe longitudinale d'un démarreur de véhicule automobile selon l'état de la technique dans lequel le lanceur comporte un dispositif de roue libre à galets ;
  • la figure 2 est une vue en section axiale d'un premier mode de réalisation d'un lanceur conforme aux enseignements de l'invention ; et
  • les figures 3 à 5 sont des vues similaires à celle de la figure 2 qui illustrent trois variantes de réalisation du lanceur de la figure 2.
Dans la description qui va suivre, des composants identiques, similaires ou analogues sont désignés par les mêmes chiffres de référence sur les différentes figures.
On a représenté sur la figure 1 la partie 10 d'un arbre moteur d'un démarreur 12 pour un moteur à combustion interne de véhicule automobile, entraíné par un moteur électrique 11.
L'arbre moteur 10 est monté tournant dans un carter 14 par l'intermédiaire d'un roulement à aiguilles 16.
Un lanceur 19 est monté coulissant axialement sur l'extrémité avant de l'arbre 10.
Selon une conception connue, le lanceur comporte une douille d'entraínement 18 située axialement vers l'arrière, c'est-à-dire vers la droite en considérant la figure 1, et un pignon de lanceur 20.
Le pignon de lanceur 20 est guidé en coulissement sur un tronçon cylindrique lisse 22 d'extrémité avant de l'arbre moteur 10 par l'intermédiaire d'un coussinet 24.
La douille d'entraínement 18 est attelé axialement au pignon de lanceur 20 par un dispositif de roue libre à galets 26 qui permet à la douille d'entraínement 18 d'entraíner le pignon de lanceur 20 dans un sens de rotation, dit sens moteur de l'arbre 10, tandis que, dans l'autre sens, le dispositif de roue libre 26 débraye l'entraínement en rotation du pignon 20 par rapport à l'arbre moteur 10.
La douille d'entraínement 18 est elle-même entraínée en rotation par l'arbre moteur 10 par l'intermédiaire de deux séries de cannelures hélicoïdales 28, 29 formées respectivement sur l'arbre moteur 10 et dans une portion cylindrique interne de la douille d'entraínement 18.
Les déplacements en coulissement de la douille d'entraínement 18 et du pignon de lanceur 20 dans l'arbre moteur 10 sont commandés, selon une conception connue, par une fourchette pivotante 30 du démarreur 12 qui est elle-même commandée par un contacteur 32 de conception classique connue.
Le lanceur 19 constitué par l'attelage du pignon de lanceur 20 et de la douille d'entraínement 18 peut donc coulisser axialement entre sa position arrière de repos illustrée à la figure 1, et une position active avant d'engrènement des dents du pignon de lanceur 20 avec une roue dentée (non représentée) du volant du moteur à combustion interne, cette position correspondant à un décalage axial du lanceur 19, vers la gauche en considérant la figure 1, jusqu'à ce que la face transversale avant 34 du pignon 20 vienne en butée axiale contre une rondelle de butée 36 portée par l'arbre 10.
Conformément aux enseignements de l'invention, il est proposé de supprimer la roue libre à galets 26 et de la remplacer par un autre dispositif dont un premier exemple de réalisation est illustré à la figure 2.
Conformément aux enseignements de l'invention, la douille d'entraínement 18 et le pignon de lanceur 20 sont liés en rotation par un dispositif 38 similaire à un embrayage à friction 38 qui comporte deux surfaces, avant 40 et arrière 42, complémentaires de frottement.
La surface 40 est une surface tronconique concave coaxiale à l'axe du lanceur 19 et donc à l'axe du pignon de lanceur 20 qui porte cette surface de frottement 40.
En effet, comme on peut le voir à la figure 2, la partie dentée du pignon de lanceur 20 se prolonge axialement vers l'arrière en direction de la douille d'entraínement 18 par un tronçon tubulaire 44, réalisé venu de matière avec le corps du pignon de lanceur 20, à l'intérieur duquel est réalisée la surface de frottement 40.
Le pignon de lanceur 20 est ainsi délimité axialement vers l'arrière par un bord transversal annulaire d'extrémité arrière 46.
Le tronçon tubulaire arrière 44 est délimité radialement vers l'extérieur par une surface cylindrique 48 et vers l'avant par un épaulement radial avant 50.
La douille d'entraínement 18 comporte, selon une conception connue, un corps tubulaire 52, à l'intérieur duquel sont formées les cannelures hélicoïdales 29, qui est délimité par une face transversale annulaire arrière 54 et par une face transversale annulaire avant 56.
La partie avant, vers la gauche en considérant la figure 2, du corps tubulaire 52 de la douille d'entraínement 18 est d'une épaisseur plus importante que la partie arrière de manière qu'elle soit délimitée radialement vers l'extérieur par la surface de frottement tronconique convexe 42 qui s'étend axialement vers l'arrière depuis l'extrémité transversale avant 56 et ceci sur environ la moitié de la longueur axiale totale de la douille d'entraínement 18.
Les deux surfaces tronconiques de frottement 40 et 42 sont coaxiales et complémentaires, c'est-à-dire qu'elles sont de même angle.
La longueur axiale des deux surfaces de frottement, correspondant à la distance séparant les extrémités arrière 46 du pignon de lanceur 20 et avant 56 de la douille d'entraínement, et l'angle des surfaces tronconiques sont tels que le diamètre moyen D des surfaces tronconiques 40 et 42 est sensiblement égal au diamètre du cylindre primitif CP du pignon de lanceur 20.
Le pignon de lanceur 20 est attelé axialement à la douille d'entraínement 18 par un capot d'attelage 58 qui est par exemple une pièce en tôle découpée et pliée.
Le capot 58 comporte une jupe externe cylindrique annulaire 60, une collerette avant 62 d'orientation radiale interne qui se prolonge radialement en direction du corps du pignon de lanceur 20 et dont la partie périphérique interne s'étend notamment axialement en regard de l'épaulement avant 50 qui délimite le tronçon arrière 44 du pignon de lanceur 20.
Le capot 58 comporte aussi une collerette arrière 64 qui est sertie, lors de l'assemblage du lanceur, radialement vers l'intérieur en regard d'un épaulement arrière 66, de profit tronconique, formé dans une virole 68 de la douille d'entraínement 18.
La virole 68, qui confère une forme en cloche à la partie avant de la douille d'entraínement 18, s'étend axialement vers l'avant et elle est reliée au tronçon avant du corps 52 de la douille d'entraínement 18 par une paroi radiale arrière 70, tandis que son bord transversal annulaire d'extrémité libre avant 72 constitue un appui pour la portion de la face interne en vis-à-vis de la collerette radiale 62 du capot serti 58 qui détermine la position axiale de ce dernier par rapport à la douille d'entraínement 18 après sertissage.
Conformément aux enseignements de l'invention, une rondelle élastique à action axiale 74 est montée comprimée axialement entre l'épaulement radial avant 50 du pignon de lanceur 20 et la face interne en vis-à-vis de la collerette radiale interne 62 du capot serti 58 de manière à solliciter élastiquement les surfaces tronconiques de frottement 40 et 42 en contact mutuel avec un effort axial prédéterminé F qui applique ces deux surfaces de frottement l'une contre l'autre.
La partie axiale arrière 52 de la douille d'entraínement 18 est conformée extérieurement en une gorge radiale 76 de grande largeur axiale qui reçoit les extrémités libres de la fourche 30.
La gorge 76 est délimitée axialement vers l'avant par la face transversale arrière d'orientation radiale 78 de la paroi 50 et vers l'arrière par une collerette radiale externe 80 appartenant à une bague 82 qui est rapportée sur la partie arrière tubulaire de faible épaisseur du corps 52 de la douille d'entraínement 18.
A cet effet, la bague 82 comporte une virole tubulaire avant 84 qui est enfilée axialement sur le tronçon cylindrique arrière 86 de la partie arrière du corps tubulaire 52, la bague 82 étant retenue axialement sur la douille d'entraínement 18 par un anneau élastique 88 reçu dans une gorge complémentaire de la surface 86.
La bague 82 est de préférence emmanchée à force par sa virole 84 sur la partie arrière du corps tubulaire 52 de la douille d'entraínement 18.
Dans le cas où la douille d'entraínement 18 est réalisée en matière plastique, la présence de la virole 84 permet d'obtenir un effet de frettage de la partie arrière du corps tubulaire 52 de la douille d'entraínement 18 de façon à s'opposer aux efforts d'éclatement, radialement vers l'extérieur, résultant des forces de réaction entre les dentures hélicoïdales 28 de l'arbre 10 et 29 de la douille d'entraínement 18.
Les moyens élastiques, ici constitués par la rondelle élastique comprimée 74, permettent de transmettre un couple initial C de la douille d'entraínement 18 vers le pignon de lanceur 20 par l'intermédiaire de l'embrayage conique à friction 40, 42, la valeur du couple C étant égale au produit de la force F par un coefficient K qui est un facteur de construction qui dépend notamment du diamètre moyen D, du coefficient de frottement entre les deux surfaces 40 et 42 et de l'angle du cône de ces surfaces.
Lors d'un démarrage, lorsque le moteur électrique du démarreur commence à tourner et que le pignon de lanceur 20, entraíné axialement vers l'avant par la douille d'entraínement 18, commence à pénétrer axialement dans la couronne de démarrage du volant moteur du moteur, le couple initial C, qui est très inférieur au couple nécessaire pour provoquer l'entraínement de la couronne de démarrage par le démarreur, est suffisant pour permettre le vissage du lanceur sur les cannelures hélicoïdales 28 de l'arbre 10 et pour amener le pignon de lanceur 20 en butée contre la bague de butée 36.
Le lanceur 19 ne peut plus alors avancer axialement, vers la gauche en considérant les figures, et la force axiale de pression de l'embrayage 38, c'est-à-dire l'effort axial qui applique les surfaces tronconiques de frottement 40 et 42 l'une contre l'autre, augmente avec le couple résistant que la couronne de démarrage oppose au moteur grâce à l'effet du système "vis-écrou" produit par la coopération des cannelures hélicoïdales 28 et 29 qui transforment le couple en un effort axial.
Le choix des différents paramètres géométriques et de réalisation, c'est-à-dire notamment l'angle du cône, le coefficient de frottement des surfaces 40 et 42 et l'angle d'hélice des cannelures 28 et 29, permet d'assurer un couple transmissible par le dispositif d'embrayage 38 qui est supérieur au couple à transmettre.
Dans ces conditions, le couple du moteur électrique 11 du démarreur est transmis en totalité au pignon de lanceur 20 de façon à permettre le démarrage du moteur thermique.
Après le démarrage du moteur thermique, le lanceur 19 étant toujours maintenu axialement avec le pignon 20 qui coopère avec la couronne de démarrage par l'intermédiaire du contacteur 32 tant que ce dernier est alimenté, le pignon de lanceur 20 tourne plus vite que l'arbre de sortie 10, 22 du moteur électrique 11 du démarreur, ce qui permet le dévissage du lanceur 19 sur l'arbre 10.
L'effort axial, qui était précédemment produit par le couple transmis, disparaít et il ne subsiste plus que le couple résiduel initial C (dû à l'action des moyens élastiques 74) qui est transmis au moteur électrique du démarreur. Ce couple initial résiduel C est de valeur réduite et il est notamment insuffisant pour communiquer à l'arbre 10 une survitesse pour les parties tournantes du moteur électrique.
Cette courte phase de fonctionnement en survitesse, lors de laquelle l'embrayage à friction 38 se comporte quasiment comme un dispositif à roue libre, n'est bien entendu possible que si l'angle du cône, compte tenu du coefficient de frottement sur les surfaces 40 et 42, est suffisamment important pour éviter tout phénomène de coincement axial par effet de cône entre les surfaces 40 et 42, c'est-à-dire s'il existe toujours une possibilité d'un léger déplacement axial relatif réduit entre le pignon de lanceur 20 et la douille d'entraínement 18, c'est-à-dire entre les surfaces de frottement 40 et 42.
On décrira maintenant la variante de réalisation illustrée à la figure 3. Sur cette figure, les moyens élastiques sont constitués par un ressort hélicoïdal de compression 74 qui est interposé axialement entre une surface de butée arrière qui est ici constituée par la collerette radiale interne arrière 64 du capot 58 et une surface de butée avant qui est ici constituée par une face en vis-à-vis d'un bord radial externe 90 de la partie tubulaire 68 du corps 52 de la douille d'entraínement 18.
Dans le mode de réalisation illustré à la figure 4, les moyens élastiques sont à nouveau constitués par une rondelle élastique 74 qui est interposée axialement entre une surface de butée arrière constituée par la collerette radiale interne arrière 64 du capot 58 et une surface de butée avant constituée par la face annulaire en vis-à-vis d'un bord radial externe 90 de la partie avant du corps 52 de la douille d'entraínement 18.
La face avant 78 de la gorge 76 est constituée par une rondelle 78 qui est maintenue axialement en butée vers l'avant par la virole 84 de la bague 82.
Enfin, la variante illustrée à la figure 5 diffère du mode de réalisation de la figure 2 par la constitution de la gorge 76 dont les faces avant 78 et arrière 80 sont constituées par deux collerettes d'orientation radiale réalisées venues de matière avec le corps 52 de la douille d'entraínement 18.
Selon d'autres variantes non représentées sur les figures, le capot d'attelage 58 peut être fixé sur la douille d'entraínement par tout moyen, par exemple par emboítement élastique, par soudage, par collage, etc.
La rondelle élastique 74 ou le ressort hélicoïdal de compression de la figure 3 peuvent être remplacés par tout autre élément élastique équivalent tel qu'un jonc, un bloc en matériau élastomère, etc.
Les surfaces tronconiques de frottement 40 et 42 peuvent être inversées, c'est-à-dire que la surface tronconique convexe peut être associée au pignon de lanceur tandis que la surface tronconique concave est formée dans la douille d'entraínement 18.
Enfin, afin d'obtenir le coefficient de frottement désiré entre les surfaces de frottement 40 et 42 et/ou d'améliorer la résistance à l'usure de l'embrayage à friction 38, il est bien entendu possible de revêtir l'une et/ou l'autre des deux surfaces 40 et 42 d'une garniture en matériau de friction.

Claims (6)

  1. Démarreur pour un moteur à combustion de véhicule automobile du type comportant un moteur électrique (11) dont l'arbre moteur (10, 22) est muni de cannelures hélicoïdales (28) pour l'entraínement en rotation d'un entraíneur, en forme d'une douille d'entraínement (18), appartenant à un lanceur (19) qui peut coulisser axialement sur l'arbre moteur (22), entre une position arrière de repos et une position avant d'engrènement d'un pignon de lanceur (20) avec une couronne dentée du volant du moteur à combustion, et du type dans lequel le pignon de lanceur (20) est attelé axialement à la douille d'entraínement (18) à laquelle il est lié en rotation par un dispositif (38) permettant une rotation de la douille d'entraínement (18) par rapport au pignon de lanceur (20) lorsque la vitesse de rotation de ce dernier est supérieure à celle de la douille d'entraínement (18), dans lequel le dispositif (38) comporte deux surfaces avant (40) et arrière (42) de frottement complémentaires, lesdites surfaces de frottement (40, 42) étant deux surfaces tronconiques complémentaires portées respectivement par le pignon de lanceur (20) et la douille d'entraínement (18), et dans lequel le pignon de lanceur (20) est monté mobile axialement par rapport à la douille d'entraínement (18) à laquelle il est attelé et dans lequel les deux surfaces de frottement (40, 42) sont sollicitées élastiquement au contact de l'une de l'autre caractérisé en ce que des moyens d'attelage (58) entre le pignon de lanceur (20) et la douille d'entraínement (18) comportent deux surfaces de butée avant (62) et arrière (50), d'orientation radiale, qui sont portées respectivement par la douille d'entraínement (18, 58) et le pignon de lanceur (20) et entre lesquelles des moyens élastiques (74) sont montés comprimés axialement pour solliciter les deux surfaces de frottement (40, 42) au contact l'une de l'autre par un effort de valeur prédéterminée (F), de manière que la douille d'entraínement (18) puisse glisser en rotation par rapport au pignon de lanceur (20) lorsque la vitesse de rotation de ce dernier est supérieure à celle de la douille d'entraínement (18).
  2. Démarreur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface tronconique arrière (42) de frottement est convexe et s'étend axialement vers l'arrière depuis l'extrémité avant (56) de la douille d'entraínement (18, 52), et en ce que la surface avant (40) de frottement est concave complémentaire et s'étend axialement vers l'avant depuis l'extrémité arrière (46) du pignon de lanceur (20).
  3. Démarreur selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le diamètre moyen des surfaces de frottement (40, 42) est sensiblement égal au diamètre du cylindre primitif (CP) du pignon de lanceur (20).
  4. Démarreur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'une au moins des deux surfaces de frottement (40,42) est revêtue d'une garniture de friction.
  5. Démarreur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de butée avant (62), ou arrière, est une collerette radiale interne appartenant à un capot d'attelage (58) dont une autre collerette radiale interne (64) s'étend en regard d'un épaulement radial externe (66) de la douille d'entraínement (18, 68), ou du pignon de lanceur (20).
  6. Démarreur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la douille d'entraínement (18) est déplacée axialement d'arrière en avant par une extrémité d'un levier de commande reçue axialement dans une gorge radiale (76) de la douille d'entraínement (18, 82).
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