EP3426911A1 - Pignon de démarreur de véhicule automobile muni d'un pied de dent à rayon de courbure variable - Google Patents

Pignon de démarreur de véhicule automobile muni d'un pied de dent à rayon de courbure variable

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Publication number
EP3426911A1
EP3426911A1 EP17715214.7A EP17715214A EP3426911A1 EP 3426911 A1 EP3426911 A1 EP 3426911A1 EP 17715214 A EP17715214 A EP 17715214A EP 3426911 A1 EP3426911 A1 EP 3426911A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pinion
tooth
starter according
flank
starter
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP17715214.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
José MATEUS
Guy Faucon
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Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Original Assignee
Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Equipements Electriques Moteur SAS filed Critical Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Publication of EP3426911A1 publication Critical patent/EP3426911A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0851—Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by means for controlling the engagement or disengagement between engine and starter, e.g. meshing of pinion and engine gear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/02—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions
    • F16D3/06—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions specially adapted to allow axial displacement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/18—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts the coupling parts (1) having slidably-interengaging teeth
    • F16D3/185—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts the coupling parts (1) having slidably-interengaging teeth radial teeth connecting concentric inner and outer coupling parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/08—Profiling
    • F16H55/088—Profiling with corrections on tip or foot of the teeth, e.g. addendum relief for better approach contact
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/08—Profiling
    • F16H55/0873—Profiling for improving axial engagement, e.g. a chamfer at the end of the tooth flank

Definitions

  • the present invention relates to a motor vehicle starter gear provided with a tooth root with a variable radius of curvature.
  • the invention finds a particularly advantageous application with sintered gears but may also be implemented with forged gables.
  • a rotating electric machine in the form of a starter provided with a launcher capable of transmitting a rotation energy of the starter through from a pinion to a crankshaft of the heat engine by means of a starting ring of a heat engine.
  • the launcher is mounted movable in translation on a drive shaft between a rest position in which the teeth of the drive gear are disengaged from the teeth of the starter ring, and an activation position in which the drive sprocket teeth mesh with teeth of the starter crown.
  • the launcher further comprises a pinion body on which the pinion is mounted.
  • the pinion is movable between an engaged position and a position compressed in translation relative to the pinion body in the axial direction.
  • a spring is further mounted on the pinion body between the pinion and a shoulder of the pinion body exerting a force toward the engaged position.
  • a starter for a combustion engine of a motor vehicle comprising:
  • a pinion body comprising grooves on its outer periphery
  • a pinion having an axis, said pinion mounted to move axially in translation relative to the pinion body between an engaged position is a position compressed relative to the pinion body in the axial direction, the pinion body comprising an internal periphery comprising grooves; engaged with the splines of said pinion body, said pinion having on its outer periphery
  • teeth each comprising two tooth flanks each comprising:
  • said tooth flank comprises at least one tooth root delimited by a curved portion having a variable radius of curvature.
  • the curved portion with a variable radius of curvature thus makes it possible to optimize the shape of the tooth for meshing with the starter ring, while returning to a relatively high diameter at the root of the tooth.
  • the invention thus makes it possible to reduce the stress while keeping a maximum of material at the level of the tooth root diameter of the pinion to improve the mechanical strength of the pinion.
  • said radius of curvature of said curved portion varies linearly.
  • said curved portion is an elliptical portion having a large diameter and a small diameter.
  • said large diameter is inclined relative to a radius of said pinion.
  • said large diameter of the ellipse is inclined at an angle of between 45 and 75 degrees.
  • said angle is of the order of 60 degrees plus or minus 5 degrees. In one embodiment, said large diameter is between 20 and 30mm.
  • said small diameter is between 5 and 7mm.
  • a thickness between two successive teeth measured radially with respect to said axis of said pinion is at least 2.5 mm.
  • said pinion made of sintered material.
  • said pinion has undergone treatment by cementation.
  • said pinion is obtained by cold stamping.
  • each tooth having a driven useful tooth flank and a useful tooth flank, said curved portion is formed on the side of both sides.
  • an entrance face in the crown of each tooth of the pinion comprises a beveling. This facilitates the insertion of each pinion gear in the gear gap between two corresponding teeth of the crown of the engine of the vehicle such as a car.
  • the pinion body comprises a shoulder, and a spring mounted between the pinion and the shoulder constrained so as to push the pinion to the geared position.
  • an end stop member is further mounted between the end of the pinion body and the pinion so as to form an interengaged gear stop of the pinion.
  • the abutment member may be for example an elastic ring mounted in an annular groove or cir-clips or a washer inserted by force or a reminder washer known as the Belleville washer.
  • Figure 1 is a schematic side view of a thermal engine starter according to the present invention.
  • FIG. 2 is a detailed view of a tooth of the pinion according to the present invention and of the curvature in ellipse making it possible to obtain the curved shape at the base of the tooth;
  • Figure 3 is a partial view of a pinion highlighting the gain in thickness obtained by virtue of the invention;
  • FIG. 4 represents an evolution curve of the radius of curvature as a function of the angle measured at the root of the tooth
  • Figure 5 is a partial perspective view of a pinion according to the present invention illustrating the beveled shape made on the input face of the teeth.
  • FIG. 1 diagrammatically shows a starter 10 for a motor vehicle engine.
  • This direct current starter 10 comprises, on the one hand, a rotor 12, also called an armature, rotatable about an axis X, and on the other hand, a stator 13, also called an inductor, positioned around the rotor 12.
  • This stator 13 comprises a yoke carrying a set of permanent magnets 15 intended to produce an inductive field.
  • the magnets 15 are permanent cylindrical segments, being angularly distributed at regular intervals inside the cylinder head.
  • the stator 13 may be a wound stator.
  • the rotor 12 comprises a rotor body 17 and a winding 18 wound in notches of the rotor body 17.
  • the rotor body 17 consists of a bundle of sheets having longitudinal notches 26.
  • conducting wires are made of pin-shaped 21 are threaded into the notches 26 generally on two separate layers.
  • the winding 18 forms, on either side of the rotor body 17, buns 19.
  • the rotor 12 is provided, at the rear, with a collector 22 comprising a plurality of contact parts electrically connected to the conductive elements of the winding 18, formed in the example considered by the pins 21.
  • a group of brushes 23 and 24 is provided for the electrical supply of the winding 18, at least one of the brushes 23 being connected to the ground of the starter 10 and at least one other of the brushes 24 being connected to an electrical terminal 25 of a contactor 27.
  • the brushes 23 and 24 rub against the collector 22 when the rotor 12 is rotating, to allow the supply of the rotor 12 by switching the electric current in sections of the rotor 12.
  • the contactor 27 comprises, in addition to the terminal 25 connected to the brush 24, a terminal 39 connected via an electrical connection element, to a power supply of the vehicle, including a battery.
  • the starter 10 further comprises a launcher assembly 29 mounted to move in translation on a drive shaft 28 and can be rotated about the X axis by the rotor 12.
  • a speed reducer 30 is interposed between a shaft of the rotor 12 and the drive shaft 28.
  • the launcher assembly 29 comprises a drive member formed by a pinion 31 and intended to engage on a drive member. the engine, such as a starter ring of a heat engine.
  • the launcher assembly 29 further comprises a free wheel 32 and a washer 33 defining between them a groove 34 for receiving the end 35 of a control lever 37.
  • the free wheel 29 comprises an inner track formed on a pinion body on which is mounted the pinion.
  • the pinion is slidably mounted axially on the pinion body. The pinion can therefore translate axially relative to the pinion body between an engaged position and a position compressed relative to the pinion body in the axial direction.
  • the pinion body and the launcher assembly further comprises a spring mounted between the runway of the freewheel and the pinion. This spring can be compressed in the engaged position. In the compressed position, the spring is more compressed than in the engaged position. The spring thus exerts a force on the pinion relative to the pinion body to the engaged position.
  • the assembly further includes a limit stop member mounted between the end of the pinion body and the pinion to form an engaged position stopper of the pinion.
  • the abutment member may be for example an elastic ring mounted in an annular groove or cir-clips or a washer inserted by force or a reminder washer known as the Belleville washer.
  • the control lever 37 is actuated by the switch 27 to move the launcher assembly 29 relative to the drive shaft 28, along the X axis, between a first position in which the launcher assembly 29 drives the engine through the drive gear 31, and a second position in which the drive pinion 31 is disengaged from the starting ring of the engine.
  • an internal contact plate (not shown) makes it possible to establish a connection between the terminals 25 and 39 in order to energize the electric motor.
  • FIG 2 shows the pinion 31 Y-axis intended to mesh with the starter ring of the engine.
  • This pinion 31 comprises a body 41 of generally annular shape provided with teeth 42 on its outer periphery.
  • the pinion 31 has grooves 44 at the inner periphery intended to cooperate with teeth of corresponding shape formed in the pinion body.
  • Two adjacent teeth 42 define between them a gear gap 43 (see Figure 3) in which is intended to engage a tooth of the starter ring.
  • Each tooth 42 each has two tooth flanks 47 opposite one another.
  • a driving flank in contact with the starter ring during the driving phase of the ring gear by the pinion and a driven flank, is distinguished from the starter ring during the driving phase of the pinion by the ring gear. starting.
  • Each flank 47 includes a useful flank 48 intended to come into contact with a corresponding corresponding flank of the starter ring and a tooth root 49 extending from the corresponding flank 48.
  • the tooth roots 49 are delimited by a curved portion PC having a radius of curvature that varies linearly. Indeed, as can be seen in Figure 4, when moving on the tooth flank 47 between points A and B of Figure 3 at an angle, the radius of curvature of the curved portion PC tends to decrease linearly.
  • the curved portion PC is an elliptical portion having a large diameter L1 and a small diameter L2.
  • the large diameter L1 is inclined relative to the radius of the pinion 31 passing through the axis of symmetry Z1 of the corresponding tooth 42.
  • the large diameter L1 is inclined at an angle ⁇ between 45 and 75 degrees and of the order of 60 degrees plus or minus 5 degrees.
  • the large diameter L1 is between 20 and 30mm; while the small diameter L2 is between 5 and 7mm.
  • the PC curved portions facing each other of two successive teeth 42 are symmetrical with respect to an axis Z2 located between the two teeth 42 (see Figure 3).
  • the PC curved portions thus make it possible to optimize the shape of the teeth 42 for meshing with the starter ring, while returning to a relatively high diameter at the root of the tooth.
  • the invention thus makes it possible to preserve a maximum of material at the level of the tooth root diameter 49 to improve the mechanical strength of the pinion 31.
  • the hatched portion of FIG. 3 thus shows the gain in thickness obtained with respect to a conventional pinion in this zone located between the base diameter and the foot diameter defined by a profile in the form of an involute profile followed by a radius. constant connection with the tooth root diameter 49.
  • the profile can be trochoid-shaped for a cut sprocket.
  • L3 thickness between two successive teeth 42 measured radially relative to the axis of the pinion 31 is thus at least 2.5 mm.
  • an entrance face in the crown of each tooth 42 includes bevelling 53 to facilitate the insertion of each tooth 42 into the gear gap between two corresponding teeth of the crown.
  • This bevel 53 is formed on an axial end face 54 of each tooth 42 having a radial orientation relative to the axis Y of the pinion.
  • Pinion 31 may be a sintered pinion 31 obtained by compacting a powder based on iron and carbon in a suitable mold. Such a manufacturing method makes it possible to easily obtain the shape in ellipse at the base of the tooth.
  • pinion 31 may undergo treatment by cementation.
  • This operation consists of a thermochemical treatment, that is to say it is a high temperature heat treatment which is accompanied by a modification of the chemical composition of the base alloy by enrichment and a carbon diffusion provided by a furnace atmosphere rich in carbon element. Since the pinion 31 to be treated is in contact with this carbon-rich atmosphere in the treatment furnace, the carbon will then enrich the surface and then diffuse over a certain depth, thus creating a gradient of carbon concentration decreasing from the surface and to a certain depth. to find the initial carbon content of the alloy.
  • a quenching operation is carried out consisting of a phase of sudden cooling of the workpiece. This will make it possible to obtain metallurgical structure transformations and hardness modifications in order to obtain a decreasing hardness profile throughout the cemented surface layer (from the surface and to a certain depth). Finally, the parts do not remain in the rough state of quenching (otherwise they would be very fragile). The pieces undergo a relaxation income which has a slight impact on the hardness at the surface and in the vicinity, that is to say at a depth of the order of 0.2 mm for example but not on the rest of the hardness profile.
  • the pinion 31 is obtained by cold stamping.

Landscapes

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Abstract

L'invention porte principalement sur un démarreur pour moteur thermique d'un véhicule automobile, comprenant: -un corps pignon comprenant des cannelures sur sa périphérie externe, -un pignon (31) ayant un axe (Y), ledit pignon (31) monté mobile sur le corps pignon comprenant une périphérie interne comportant des cannelures (44) en prise avec les cannelures dudit corps pignon, ledit pignon (31) comportant sur sa périphérie externe -des dents (42) comportant chacune deux flancs de dent (47) comprenant chacun: -un flanc utile (48), et -un pied de dent (49) se prolongeant à partir dudit flanc utile (48) de la dent (42) correspondante, caractérisé en ce que ledit flanc de dent (47) comprend au moins un pied de dent (49) délimité par une portion courbe (PC) présentant un rayon de courbure variable.

Description

PIGNON DE DEMARREUR DE VEHICULE AUTOMOBILE MUNI D'UN PIED DE DENT A RAYON DE COURBURE VARIABLE
La présente invention porte sur un pignon de démarreur de véhicule automobile muni d'un pied dent à rayon de courbure variable. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse avec les pignons frittés mais pourra être également mise en œuvre avec des pignons forgés.
Afin de démarrer un moteur à combustion interne, notamment d'un véhicule automobile, il est connu d'utiliser une machine électrique tournante sous la forme d'un démarreur pourvu d'un lanceur capable de transmettre une énergie de rotation du démarreur par le biais d'un pignon à un vilebrequin du moteur thermique par l'intermédiaire d'une couronne de démarrage d'un moteur thermique.
A cet effet, le lanceur est monté mobile en translation sur un arbre d'entraînement entre une position de repos dans laquelle les dents du pignon d'entraînement sont dégagées des dents de la couronne de démarrage, et une position d'activation dans laquelle les dents du pignon d'entraînement engrènent avec des dents de la couronne de démarrage.
Le lanceur comprend en outre un corps de pignon sur lequel le pignon est monté. Le pignon est mobile entre une position engrené est une position comprimé en translation par rapport au corps de pignon dans le sens axial. Un ressort est en outre monté sur le corps de pignon entre le pignon et un épaulement du corps de pignon exerçant une force vers la position engrenée. Un tel pignon mobile sur un corps de pignon du lanceur permet de faciliter l'engrènement avec une couronne d'un moteur thermique qui tourne encore. Cela est notamment le cas pour un démarreur renforcé pour réaliser la fonction arrêt démarrage plus connue sous le nom 'stop start'. Il est connu d'utiliser des pignons frittés afin de réduire le bruit d'engrènement avec la couronne du moteur thermique. L'inconvénient de la matière frittée, est qu'elle présente une tenue mécanique relativement faible. Afin de réduire la contrainte en pied de dent d'un pignon correspondant à la zone de contrainte maximale, il est connu d'augmenter le rayon de pied de dent. Toutefois, l'augmentation de ce rayon génère une diminution du diamètre de pied du pignon pouvant rendre la toile de pied du pignon trop fine pour pouvoir être traitée correctement par cémentation. En effet, ce type de traitement ayant un effet variable en fonction de la profondeur aura tendance à rendre cassant une toile trop fine en pied de pignon. L'invention vise à remédier efficacement à cet inconvénient en proposant un démarreur pour moteur thermique d'un véhicule automobile, comprenant:
- un corps de pignon comprenant des cannelures sur sa périphérie externe,
- un pignon ayant un axe, ledit pignon monté mobile en translation axialement par rapport au corps de pignon entre une position engrené est une position comprimé par rapport au corps de pignon dans le sens axial, le corps de pignon comprenant une périphérie interne comportant des cannelures en prise avec les cannelures dudit corps de pignon, ledit pignon comportant sur sa périphérie externe
- des dents comportant chacune deux flancs de dent comprenant chacun:
- un flanc utile, et
- un pied de dent se prolongeant à partir dudit flanc utile de la dent correspondante,
caractérisé en ce que ledit flanc de dent comprend au moins un pied de dent délimité par une portion courbe présentant un rayon de courbure variable. La portion courbe à rayon de courbure variable permet ainsi d'optimiser la forme de la dent pour son engrènement avec la couronne de démarrage, tout en revenant sur un diamètre en pied de dent relativement élevé. L'invention permet ainsi de réduire la contrainte tout en gardant un maximum de matière au niveau du diamètre de pied de dents du pignon pour améliorer la tenue mécanique du pignon.
Selon une réalisation, ledit rayon de courbure de ladite portion courbe varie de façon linéaire.
Cela permet d'avoir une véritable continuité de variation. Il n'y a pas de changement "brutal" ou brusque qui pourrait générer une plus forte
concentration de contrainte et donc une meilleure solidité.
Selon une réalisation, ladite portion courbe est une portion d'ellipse ayant un grand diamètre et un petit diamètre.
Cela permet d'avoir une véritable continuité de variation. Il n'y a pas de changement "brutal" ou brusque qui pourrait générer une plus forte concentration de contrainte et donc une meilleure solidité. En outre, l'ellipse à un intérêt de contrôle de pièce.
Selon une réalisation, ledit grand diamètre est incliné par rapport à un rayon dudit pignon.
Selon une réalisation, ledit grand diamètre de l'ellipse est incliné d'un angle compris entre 45 et 75 degrés.
Selon une réalisation, ledit angle est de l'ordre de 60 degrés plus ou moins 5 degrés. Selon une réalisation, ledit grand diamètre est compris entre 20 et 30mm.
Selon une réalisation, ledit petit diamètre est compris entre 5 et 7mm.
Selon une réalisation, une épaisseur entre deux dents successives mesurée radialement par rapport audit axe dudit pignon vaut au minimum 2,5mm.
Selon une réalisation, ledit pignon réalisé en matière frittée. Selon une réalisation, ledit pignon a subi un traitement par cémentation.
Selon une réalisation, ledit pignon est obtenu par frappe à froid.
Selon une réalisation, chaque dent comportant un flanc de dent utile entraîné et un flanc de dent utile entraînant, ladite portion courbe est réalisée du côté des deux flancs. Selon une réalisation, une face d'entrée dans la couronne de chaque dent du pignon comprend un biseautage. Cela permet de faciliter l'insertion de chaque dent de pignon dans l'espace d'engrenage entre deux dents correspondantes de la couronne du moteur thermique du véhicule tel qu'une voiture. Selon un mode de réalisation le corps pignon comprend un épaulement, et un ressort monté entre le pignon et l'épaulement contraint de manière à pousser le pignon vers la position engrenée. Selon ce mode de réalisation un élément formant butée de fin de course est en outre monté entre l'extrémité du corps de pignon et le pignon de manière à former une butée de position engrenée du pignon. L'élément formant butée peut être par exemple un anneau élastique monté dans une gorge annulaire ou un cir-clips ou une rondelle inséré à force ou encore une rondelle de rappelle connue sous le nom de rondelle Belleville.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. La figure 1 est une représentation schématique de côté d'un démarreur de moteur thermique selon la présente invention;
La figure 2 est une vue détaillée d'une dent du pignon selon la présente invention et de la courbure en ellipse permettant d'obtenir la forme courbe en pied de dent; La figure 3 est une vue partielle d'un pignon mettant en évidence le gain en épaisseur obtenu grâce à l'invention;
La figure 4 représente une courbe d'évolution du rayon de courbure en fonction de l'angle mesuré en pied de dent;
La figure 5 est une vue en perspective partielle d'un pignon selon la présente invention illustrant la forme biseautée réalisée sur la face d'entrée des dents.
Les éléments identiques, similaires ou analogues conservent les mêmes références d'une figure à l'autre.
On a représenté schématiquement sur la figure 1 un démarreur 10 pour moteur thermique de véhicule automobile. Ce démarreur 10 à courant continu comprend, d'une part, un rotor 12, encore appelé induit, pouvant tourner autour d'un axe X, et d'autre part, un stator 13, encore appelé inducteur, positionné autour du rotor 12.
Ce stator 13 comporte une culasse portant un ensemble d'aimants permanents 15 destinés à produire un champ inducteur. Les aimants permanents 15 sont conformés selon des segments cylindriques, en étant angulairement répartis à intervalles réguliers à l'intérieur de la culasse. En variante, le stator 13 pourra être un stator bobiné.
Le rotor 12 comporte un corps de rotor 17 et un bobinage 18 enroulé dans des encoches du corps de rotor 17. Le corps de rotor 17 consiste en un paquet de tôles présentant des encoches longitudinales 26. Pour former le bobinage 18, des fils conducteurs en forme d'épingle 21 sont enfilés à l'intérieur des encoches 26 généralement sur deux couches distinctes. Le bobinage 18 forme, de part et d'autre du corps de rotor 17, des chignons 19. Le rotor 12 est pourvu, à l'arrière, d'un collecteur 22 comprenant une pluralité de pièces de contact connectées électriquement aux éléments conducteurs du bobinage 18, formés dans l'exemple considéré par les épingles 21 .
Un groupe de balais 23 et 24 est prévu pour l'alimentation électrique du bobinage 18, au moins un des balais 23 étant relié à la masse du démarreur 10 et au moins un autre des balais 24 étant relié à une borne électrique 25 d'un contacteur 27.
Les balais 23 et 24 viennent frotter sur le collecteur 22 lorsque le rotor 12 est en rotation, pour permettre l'alimentation du rotor 12 par commutation du courant électrique dans des sections du rotor 12. Le contacteur 27 comprend, outre la borne 25 reliée au balai 24, une borne 39 reliée, via un élément de liaison électrique, à une alimentation électrique du véhicule, notamment une batterie.
Le démarreur 10 comporte en outre un ensemble lanceur 29 monté mobile en translation sur un arbre d'entraînement 28 et pouvant être entraîné en rotation autour de l'axe X par le rotor 12.
Un réducteur de vitesses 30 est interposé entre un arbre du rotor 12 et l'arbre d'entraînement 28. L'ensemble lanceur 29 comporte un élément d'entraînement formé par un pignon 31 et destiné à s'engager sur un organe d'entraînement du moteur thermique, tel qu'une couronne de démarrage d'un moteur thermique. L'ensemble lanceur 29 comprend en outre une roue libre 32 et une rondelle 33 définissant entre elles une gorge 34 pour recevoir l'extrémité 35 d'un levier de commande 37. La roue libre 29 comprend une piste interne formée sur un corps pignon sur lequel est monté le pignon. Le pignon est monté coulissant axialement sur le corps de pignon. Le pignon peut donc translater axialement par rapport au corps de pignon entre une position engrené est une position comprimé par rapport au corps de pignon dans le sens axial. En position engrené le pignon est plus éloigné de la roue libre qu'en position comprimé. Le corps de pignon et l'ensemble lanceur comprend en outre un ressort monté entre la piste de la roue libre et le pignon. Ce ressort peut être comprimé en position engrenée. En position comprimé, le ressort est plus comprimé qu'en position engrené. Le ressort exerce ainsi une force sur le pignon par rapport au corps de pignon vers la position engrené. L'ensemble comprend en outre un élément formant butée de fin de course monté entre l'extrémité du corps de pignon et le pignon de manière à former une butée de position engrenée du pignon. L'élément formant butée peut être par exemple un anneau élastique monté dans une gorge annulaire ou un cir-clips ou une rondelle inséré à force ou encore une rondelle de rappelle connue sous le nom de rondelle Belleville. Le levier de commande 37 est actionné par le contacteur 27 pour déplacer l'ensemble lanceur 29 par rapport à l'arbre d'entraînement 28, suivant l'axe X, entre une première position dans laquelle l'ensemble lanceur 29 entraîne le moteur thermique par l'intermédiaire du pignon d'entraînement 31 , et une deuxième position dans laquelle le pignon d'entraînement 31 est désengagé de la couronne de démarrage du moteur thermique. Lors de l'activation du contacteur 27, une plaque de contact interne (non représentée) permet d'établir une connexion entre les bornes 25 et 39 afin de mettre sous tension le moteur électrique.
La figure 2 montre le pignon 31 d'axe Y destiné à engrener avec la couronne de démarrage du moteur thermique. Ce pignon 31 comporte un corps 41 de forme globalement annulaire muni de dents 42 sur sa périphérie externe. Le pignon 31 comporte des cannelures 44 en périphérie interne destinées à coopérer avec des dentures de forme correspondante ménagées dans le corps pignon. Deux dents adjacentes 42 définissent entre elles un espace d'engrenage 43 (cf. figure 3) dans lequel est destinée à s'engager une dent de la couronne de démarrage. Chaque dent 42 comporte chacune deux flancs de dent 47 opposés l'un par rapport à l'autre. On distingue un flanc entraînant, en contact avec la couronne de démarrage lors de la phase d'entraînement de la couronne par le pignon et un flanc entraîné, en contact avec la couronne de démarrage lors de la phase d'entraînement du pignon par la couronne de démarrage.
Chaque flanc 47 comporte un flanc utile 48 destiné venir en contact avec un flanc utile correspondant de la couronne de démarrage et un pied de dent 49 se prolongeant à partir du flanc utile 48 correspondant.
Les pieds de dent 49 sont délimités par une portion courbe PC présentant un rayon de courbure variable de façon linéaire. En effet, comme on peut le voir sur la figure 4, lorsqu'on se déplace sur le flanc de dent 47 entre les points A et B de la figure 3 suivant un angle a, le rayon de courbure de la portion courbe PC a tendance à diminuer de façon linéaire.
Comme cela est illustré par la figure 2, la portion courbe PC est une portion d'ellipse ayant un grand diamètre L1 et un petit diamètre L2. Le grand diamètre L1 est incliné par rapport au rayon du pignon 31 passant par l'axe de symétrie Z1 de la dent 42 correspondante. Le grand diamètre L1 est incliné d'un angle β compris entre 45 et 75 degrés et de l'ordre de 60 degrés plus ou moins 5 degrés. Dans un exemple de réalisation, le grand diamètre L1 est compris entre 20 et 30mm; tandis que le petit diamètre L2 est compris entre 5 et 7mm. Les portions courbes PC en regard l'une de l'autre de deux dents 42 successives sont symétriques par rapport à un axe Z2 situé entre les deux dents 42 (cf. figure 3).
Les portions courbes PC permettent ainsi d'optimiser la forme des dents 42 pour leur engrènement avec la couronne de démarrage, tout en revenant sur un diamètre en pied de dent relativement élevé. L'invention permet ainsi de conserver un maximum de matière au niveau du diamètre de pied de dents 49 pour améliorer la tenue mécanique du pignon 31 . La partie hachurée de la figure 3 montre ainsi le gain en épaisseur obtenu par rapport à un pignon classique dans cette zone située entre le diamètre de base et le diamètre de pied définie par un profil en forme profil en développante de cercle suivit d'un rayon constant de raccordement avec le diamètre de pied de dents 49. Le profil peut être en forme de trochoïde pour un pignon taillé. L'épaisseur L3 entre deux dents 42 successives mesurée radialement par rapport à l'axe du pignon 31 vaut ainsi au minimum 2,5mm.
Comme cela est bien visible sur la figure 5, une face d'entrée dans la couronne de chaque dent 42 comprend un biseautage 53 pour faciliter l'insertion de chaque dent 42 dans l'espace d'engrenage entre deux dents correspondantes de la couronne. Ce biseautage 53 est réalisé sur une face d'extrémité axiale 54 de chaque dent 42 ayant une orientation radiale par rapport à l'axe Y du pignon.
Le pignon 31 pourra être un pignon 31 fritté obtenu par compactage d'une poudre à base de fer et de carbone dans un moule adapté. Un tel procédé de fabrication permet d'obtenir aisément la forme en ellipse en pied de dent.
Afin d'améliorer sa tenue mécanique, le pignon 31 pourra subir un traitement par cémentation. Cette opération consiste en un traitement thermochimique, c'est-à-dire qu'il s'agit d'un traitement thermique à haute température qui s'accompagne d'une modification de la composition chimique de l'alliage de base par enrichissement et d'une diffusion en carbone apporté par une atmosphère du four riche en élément carbone. Le pignon 31 à traiter étant en contact avec cette atmosphère riche en carbone dans le four de traitement, le carbone va alors enrichir la surface puis diffuser sur une certaine profondeur créant ainsi un gradient de concentration en carbone décroissant depuis la surface et sur une certaine profondeur jusqu'à retrouver la teneur initiale en carbone de l'alliage.
Une fois cette étape réalisée à haute température, on procède ensuite à une opération de trempe consistant en une phase de refroidissement brutal de la pièce. Cela va permettre d'obtenir les transformations de structures métallurgiques et des modifications de dureté afin d'obtenir un profil de dureté décroissant dans toute la couche superficielle cémentée (depuis la surface et sur une certaine profondeur). Enfin, les pièces ne restent pas à l'état brut de trempe (sinon elles seraient très fragiles). Les pièces subissent un revenu de détente qui a un léger impact sur la dureté en surface et à proximité, c'est-à-dire à une profondeur de l'ordre de 0.2mm par exemple mais pas sur le reste du profil de dureté. Alternativement, le pignon 31 est obtenu par frappe à froid.
Bien entendu, la description qui précède a été donnée à titre d'exemple uniquement et ne limite pas le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les différents éléments par tous autres équivalents.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Démarreur (10) pour moteur thermique d'un véhicule automobile, comprenant:
- un corps pignon comprenant des cannelures sur sa périphérie externe,
- un pignon (31 ) ayant un axe (Y), ledit pignon (31 ) monté mobile en translation axialement par rapport au corps de pignon entre une position engrené est une position comprimé par rapport au corps de pignon dans le sens axial, le corps de pignon comprenant une périphérie interne comportant des cannelures (44) en prise avec les cannelures dudit corps pignon, ledit pignon (31 ) comportant sur sa périphérie externe
- des dents (42) comportant chacune deux flancs de dent (47) comprenant chacun:
- un flanc utile (48), et
- un pied de dent (49) se prolongeant à partir dudit flanc utile
(48) de la dent (42) correspondante,
caractérisé en ce que ledit flanc de dent (47) comprend au moins un pied de dent (49) délimité par une portion courbe (PC) présentant un rayon de courbure variable.
2. Démarreur selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit rayon de courbure de ladite portion courbe (PC) varie de façon linéaire.
3. Démarreur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite portion courbe (PC) est une portion d'ellipse ayant un grand diamètre (L1 ) et un petit diamètre (L2).
4. Démarreur selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit grand diamètre (L1 ) est incliné par rapport à un rayon dudit pignon (31 ).
5. Démarreur selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit grand diamètre (L1 ) de l'ellipse est incliné d'un angle (β) compris entre 45 et 75 degrés.
6. Démarreur selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit angle (β) est de l'ordre de 60 degrés plus ou moins 5 degrés.
7. Démarreur selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que ledit grand diamètre (L1 ) est compris entre 20 et 30mm.
8. Démarreur selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que ledit petit diamètre (L2) est compris entre 5 et 7mm.
9. Démarreur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'une épaisseur (L3) entre deux dents (42) successives mesurée radialement par rapport audit axe (Y) dudit pignon (31 ) vaut au minimum 2,5mm.
10. Démarreur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit pignon (31 ) réalisé en matière frittée.
1 1 . Démarreur selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit pignon (31 ) a subi un traitement par cémentation.
12. Démarreur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit pignon (31 ) est obtenu par frappe à froid.
13. Démarreur selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que chaque dent (42) comportant un flanc de dent entraîné et un flanc de dent entraînant, ladite portion courbe (PC) est réalisée du côté des deux flancs.
14. Démarreur selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'une face d'entrée dans la couronne de chaque dent (42) dudit pignon (31 ) comprend un biseautage (53).
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