FR2574485A1

FR2574485A1 - Electric starter motor for IC engine

Info

Publication number: FR2574485A1
Application number: FR8417695A
Authority: FR
Inventors: Alfred Bruno Mazzorana
Original assignee: Societe de Paris et du Rhone SA
Current assignee: Societe de Paris et du Rhone SA
Priority date: 1984-11-14
Filing date: 1984-11-14
Publication date: 1986-06-13
Also published as: ES548741A0; FR2574485B1; DE3539360A1; ES8700728A1

Abstract

The starter motor has a motor shaft (7) cooperating with a reduction drive incorporating a freewheel device displaced axially along a threaded section of the shaft (7). During operation of the starter motor, the rate of rotation of the motor shaft (7) is greater than that of the drive element (14) used to rotate the sleeve (16) of the freewheel device, to allow axial displacement of the reduction drive until an axial stop (23) is reached. When the engine fires a resilient ring (22) is expanded outwards to couple both halves (17, 19) of the freewheel device to return the reduction drive to its initial position.

Description

La présente invention concerne un démarreur électrique du type à réducteur, pour moteur à combustion interne et notamment pour moteur de véhicule automobile, qui comporte un dispositif différentiel d'avancement de son lanceur. The present invention relates to an electric starter of the gearbox type, for an internal combustion engine and in particular for a motor vehicle engine, which comprises a differential device for advancing its launcher.

Dans un démarreur électrique classique, un moteur électrique alimente en courant continu est prévu pour être accouplé à une couronne dentée de démarrage appartenant au moteur à combustion interne, ceci au moyen d'un mécanisme d'engrènement comportant un actionneur électromagnétique qui commande un levier lié à un dispositif dit "lanceur", composé d'un pignon venant en prise avec la couronne dentée, et d'un entraîneur à roue libre. Lorsque son solénoïde est excité, l'actionneur électro-magnétique provoque par l'intermédiaire du levier et de l'entratneur, un déplacement axial du pignon du lanceur amenant ce dernier en prise avec la couronne dentée. In a conventional electric starter, an electric DC motor is provided to be coupled to a starter gear belonging to the internal combustion engine by means of a meshing mechanism having an electromagnetic actuator which controls a linked lever. a device called "launcher", consisting of a pinion engaging with the ring gear, and a freewheeling trainer. When its solenoid is excited, the electromagnetic actuator causes via the lever and the entratneur, an axial displacement of the starter pinion bringing it into engagement with the ring gear.

Le dispositif objet de l'invention se propose de réaliser ces différentes fonctions au moyen d'un agencement permettant l'avancement positif du pignon tout en supprimant l'actionneur électro-magnétique et le levier d'avancement du lanceur. The device which is the subject of the invention proposes to perform these various functions by means of an arrangement allowing positive advancement of the pinion while suppressing the electromagnetic actuator and the thrust lever of the launcher.

A cet effet, la cinématique du démarreur suivant l'invention est organisée de manière que la vitesse de rotation de l'arbre moteur, qui peut être directement l'arbre de l'induit, soit plus grande que celle de l'organe actionnant en rotation la douille du lanceur, de manière que celle-ci se déplace axialement en tournant jusqu'a la butée usuelle qui limite l'action en avance, l'organe d'actionnement de la douille étant alors débrayé, tandis que le retour du lanceur est effectué par des moyens de solidariser les deux parties de la roue libre. For this purpose, the kinematics of the starter according to the invention is organized in such a way that the speed of rotation of the motor shaft, which may be directly the shaft of the armature, is greater than that of the actuating member. rotation of the caster of the launcher, so that it moves axially by turning to the usual stop which limits the action in advance, the actuating member of the sleeve being then disengaged, while the return of the launcher is performed by means of securing the two parts of the freewheel.

Suivant une forme d'exécution préférée de la disposition qui précède, le moteur électrique du démarreur entraîne un réducteur à deux étages dont le premier est supporté par un arbre qui se prolonge pour être muni d'une part d'un filetage sur lequel est monté libre un écrou à inertie, et d'autre part d'une portée pour la rotation d'un pignon fou, adjacent à un plateau de friction calé sur cet arbre, et dont le second arbre constitue l'arbre du lanceur, tandis que le pignon fou engrène avec une roue dentée montée à rotation libre et qui comprend des moyens de se mettre en prise avec les cannelures droites ménagées sur la périphérie de la douille du lanceur. According to a preferred embodiment of the preceding arrangement, the electric motor of the starter drives a gearbox with two stages, the first of which is supported by a shaft which is extended to be provided on the one hand with a thread on which is mounted free an inertia nut, and secondly a range for the rotation of a idler gear, adjacent to a friction plate wedged on the shaft, and the second shaft is the starter shaft, while the idler gear meshes with a free-rotation gearwheel and includes means for engaging the straight splines provided on the periphery of the launcher bushing.

Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer
La figure unique du dessin est une coupe longitudinale partielle d'un démarreur comportant application des perfectionnements suivant l'invention.The accompanying drawing, given by way of example, will provide a better understanding of the invention, the characteristics it presents and the advantages that it is likely to provide.
The single figure of the drawing is a partial longitudinal section of a starter comprising application of the improvements according to the invention.

Comme illustré sur le dessin, le moteur électrique du démarreur suivant l'invention comporte un induit i sur l'arbre 2 duquel est calé un pignon moteur 3 qui engrène avec l'une 4a des deux roues dentées d'un engrenage double 4 calé sur l'arbre 5 du premier étage du réducteur. As illustrated in the drawing, the electric motor of the starter according to the invention comprises an armature i on the shaft 2 of which is wedged a motor pinion 3 which meshes with the one of the two toothed wheels of a double gear 4 set on the shaft 5 of the first stage of the gearbox.

La seconde roue 4b de cet engrenage est en prise avec un autre engrenage 6 calé sur l'arbre de sortie 7 du réducteur et qui constitue en fait l'arbre de lanceur. Bien entendu, le carter 8 du démarreur soutient les différents arbres précités par l'intermédiaire de paliers appropriés.The second wheel 4b of this gear is engaged with another gear 6 keyed on the output shaft 7 of the gearbox and which is in fact the starter shaft. Of course, the casing 8 of the starter supports the various aforementioned shafts via appropriate bearings.

On observe que le pignon 3 et l'engrenage double 4 constituent le premier étage d'un réducteur dont le second étage est formé par la roue 4b et l'engrenage 6, l'arbre de ce second étant l'arbre de sortie 7.It is observed that the pinion 3 and the double gear 4 constitute the first stage of a gearbox whose second stage is formed by the wheel 4b and the gear 6, the shaft of this second being the output shaft 7.

L'arbre 5 sur lequel est calé l'engrenage double 4 dépasse au-delà du carter 8 pour porter un plateau fixe 9 à côté duquel est monté fou un pignon 10. La partie de l'arbre 5 située immédiatement à gauche du pignon fou 10, c'est-à-dire à l'opposé de l'engrenage double 4, porte un filetage Sa sur lequel est monté un écrou à forte inertie 11. Avec le pignon fou 10 engrène une roue dentée 12 montée à rotation par-rapport à un tourillon 8a du bâti 8 qui est co-axial à l'arbre 7. The shaft 5 on which is locked the double gear 4 protrudes beyond the housing 8 to carry a fixed plate 9 next to which is mounted idler pinion 10. The portion of the shaft 5 located immediately to the left of the idler pinion 10, that is to say opposite to the double gear 4, carries a thread Sa on which is mounted a high inertia nut 11. With the idle gear 10 meshes with a toothed wheel 12 rotatably mounted relative to a pin 8a of the frame 8 which is coaxial with the shaft 7.

Dans l'exemple représenté, un roulement 13 est interpose entre la roue 12 et le tourillon 8a. La roue 12 comporte encore un manchon latéral 14 relié à cette roue par des bras divergents 15. L'alésage du manchon 14 comporte des cannelures droites 14a qui coopèrent avec des cannelures de même forme 16a ménagées à la périphérie de la douille 16 du lanceur, ladite douille faisant partie de la cage extérieure 17 d'un dispositif d'entraînement unidirectionnel ou roue libre pourvu de galets de coincement 18 coopérant avec une piste intérieure 19 comportant une queue 19a sur laquelle est monté à coulissement le pignon 20 de lancement qui est destiné à venir engrener avec la grande couronne 21 du moteur thermique.L'arbre de sortie 7 correspond très exactement à un arbre d'induit, c'est-à-dire qu'il comporte un filetage 7a avec lequel coopère un taraudage 16b de l'alésage de la douille 16.In the example shown, a bearing 13 is interposed between the wheel 12 and the pin 8a. The wheel 12 further comprises a lateral sleeve 14 connected to this wheel by diverging arms 15. The bore of the sleeve 14 comprises straight splines 14a which cooperate with splines of the same shape 16a formed at the periphery of the casing 16 of the launcher, said bushing forming part of the outer cage 17 of a unidirectional drive device or freewheel provided with jamming rollers 18 cooperating with an inner track 19 comprising a tail 19a on which is slidably mounted the launch pinion 20 which is intended to to come meshing with the large ring 21 of the heat engine.The output shaft 7 corresponds very exactly to an armature shaft, that is to say it has a thread 7a with which cooperates a tapping 16b of the bore of the bushing 16.

On observe qu'une gorge périphérique 19b est ménagée dans la piste 19 pour recevoir un jonc annulaire élastique 22 immobilisé angulairement par tout moyen connu approprié et dont le rôle sera mieux explique plus loin. It is observed that a peripheral groove 19b is formed in the track 19 to receive an elastic annular ring 22 immobilized angularly by any suitable known means and whose role will be better explained later.

On comprend aisément que lorsque l'arbre 5 tourne > il a tendance, du fait de l'inertie de l'écrou 11, a faire déplacer celui-ci vers la droite, c'est-a-dire qu'il vient en fait prendre appui sur le pignon 10 pour le plaquer contre le plateau a friction 9, de telle sorte que ledit pignon est alors entrain comme s'il était claveté sur l'arbre. It is easily understood that when the shaft 5 rotates, it tends, because of the inertia of the nut 11, to cause the latter to move to the right, that is to say that it comes in fact support the pinion 10 to press against the friction plate 9, so that said pinion is then as if it were keyed on the shaft.

Par conséquent, la roue folle 12 est entralnEe en rotation ainsi que son manchon 14.Consequently, the idle wheel 12 is rotated along with its sleeve 14.

Si l'on suppose que l'arbre 2 tourne dans le sens horaire, ceux 5 et 7 tournent respectivement dans le sens anti-horaire et dans le sens horaire. Les filetages Sa et 7a sont prevus à droite et le rapport entre le pignon fou 10 et la roue 12 est choisi plus petit que celui entre la roue 4b et l'engrenage 6. If it is assumed that the shaft 2 rotates clockwise, those 5 and 7 rotate counterclockwise and clockwise respectively. The threads Sa and 7a are provided on the right and the ratio between the idle gear 10 and the wheel 12 is chosen smaller than that between the wheel 4b and the gear 6.

L'arbre 7 tourne bien entendu du fait de sa liaison avec l'arbre 5, les choses étant arrangees comme indique plus hauts de telle sorte que la roue 12 est entrains dans le mEme sens que l'arbre 7, mais à une vitesse moindre. Par suite des vitesses relatives différentes du manchon 14 et de l'arbre 7, la douille 16 avance en tournant en direction d'une butée 23 menagee sur l'arbre 7 et contre laquelle vient buter la queue 19e de la roue libre lorsque le pignon 20 engrène avec la grande couronne 21. Lorsque cette butée est atteinte, la roue 12 est obligée de tourner à la même vitesse que celle de l'arbre 7 qui est égale à la vitesse de l'engrenage de sortie 6.Dans ces conditions, la vitesse da pignon fou 10 augmente par rapport a celle de l'arbre 5 qui le porte, ce qui provoque un léger desserrage de l'écrou 11, de telle sorte que le coincement dudit pignon fou est suspendu. Le dispositif d'avance est donc débraye automatiquement, mais le lanceur est maintenu en appui contre la butée 23 par l'action du filet 7a de l'arbre 7 sur le taraudage 16b de la douille 16 et du fait du couple résistent qui s'applique sur le pignon 20. On suppose bien entendu que dans ce cas les dents du pignon ont immédiatement engrené avec celles de la grande couronne 21. The shaft 7 turns of course because of its connection with the shaft 5, things being arranged as indicated higher so that the wheel 12 goes in the same direction as the shaft 7, but at a lower speed . As a result of the different relative speeds of the sleeve 14 and the shaft 7, the sleeve 16 advances by turning towards a stop 23 on the shaft 7 and against which abuts the tail 19e of the freewheel when the pinion 20 when meshing with the large ring 21. When this stop is reached, the wheel 12 is forced to rotate at the same speed as that of the shaft 7 which is equal to the speed of the output gear 6. In these conditions, the speed of idler gear 10 increases relative to that of the shaft 5 which carries it, which causes a slight loosening of the nut 11, so that the jamming of said idler gear is suspended. The advance device is disengaged automatically, but the launcher is held in abutment against the stop 23 by the action of the thread 7a of the shaft 7 on the tapping 16b of the sleeve 16 and because of the couple resist that s' applied on the pinion 20. It is of course assumed that in this case the teeth of the pinion immediately meshed with those of the large ring 21.

Lorsque le moteur thermique démarre, il entraîne le pignon 20 a une vitesse plus grande que celle d'entreinement par l'induit 1, de telle sorte que le jonc élastique 22 s'expande pour solidariser les deux parties 17 et 19 de la roue libre. Dans ces conditions, la douille 1-6 se déplace par vissage par rapport au filetage 7a en direction de le droite, de sorte que le lanceur est ramené à sa position initiale en extrayant le pignon 20 de la grande eouronne 21. When the engine starts, it drives the pinion 20 at a speed greater than that of the armature by the armature 1, so that the elastic ring 22 expands to secure the two parts 17 and 19 of the freewheel . Under these conditions, the bushing 1-6 moves by screwing with respect to the thread 7a in the direction of the right, so that the launcher is returned to its initial position by extracting the pinion 20 of the big crown 21.

Si les dents du pignon ne pénètrent pas entre celles de la grande couronne, un ressort 24 dit de "dent contre dent provoque un recul du pignon sur la queue 19 qui continue d'avancer, la rotation de ladite queue provoquant l'entrée des dents. If the teeth of the pinion do not penetrate between those of the large crown, a spring 24 called "tooth against tooth causes a recoil of the pinion on the tail 19 which continues to advance, the rotation of said tail causing the entry of teeth .

Pour assurer une meilleure protection de l'induit 1, on pourrait insérer une seconde roue libre entre l'engrenage de sortie 6 et l'arbre 7 ou entre le pignon double 4 et l'arbre 5 où encore entre l'engrenage 3 et l'arbre 2. To ensure better protection of the armature 1, a second freewheel could be inserted between the output gear 6 and the shaft 7 or between the double gearwheel 4 and the shaft 5, or between the gearwheel 3 and the gearwheel. tree 2.

On a ainsi réalisé un démarreur électrique pour moteur thermique dont le fonctionnement est très simple et qui ne comporte qu'un très faible nombre de pieces > l'actionneur électro-magnétique et le levier d'avancement du lanceur qui lui est associé étant supprimés. An electric starter has thus been made for a thermal engine whose operation is very simple and which comprises only a very small number of parts, the electromagnetic actuator and the lever for advancing the launcher associated therewith being eliminated.

I1 doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donné qutà titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'execution décrits par tous autres équivalents. It must, moreover, be understood that the foregoing description has been given only by way of example and that it does not in any way limit the scope of the invention which could not be overcome by replacing the details of execution described by all. other equivalents.

Claims

1. Electric motor starter comprising a motor shaft along which the launcher, which comprises a freewheel, can slide on helicoidal grooves of this shaft, of the kind whose periphery of the sleeve of the outer cage of the freewheel is in rotation with an actuating member of said sleeve, characterized in that from the start-up, the speed of rotation of the driving shaft (7) is greater than that of the rotational actuating member (14) of the sleeve (16) so that the launcher moves axially by turning to the usual stop (23) which limits its advance, the actuating member (14) of the sleeve (16) being then disengaged, while the return of the launcher is performed by means (22) to secure the two parts (17, 19) of the freewheel.

2. Electric starter according to claim 1, characterized in that its motor enters a two-stage reducer, the first (4) of which is supported by a shaft (5) which extends to be provided on the one hand with a thread ( Sa) on which is mounted a high-inertia nut (11) and on the other hand a bearing for the rotation of a idler gear (10) adjacent to a plate (9) wedged on this shaft, and whose the output shaft (7) constitutes the starter shaft, while the idler gear (10) meshes with a free-rotation gear (12) which includes means (14) for engagement with the splines straight lines (16a) formed on the periphery of the casing (16) of the launcher.

Electric starter according to claim 2, characterized in that the toothed wheel (12) rotates about a journal (8a) of the casing (8) coaxial with the shaft (7) supporting the launcher, and in that that this wheel is provided with a sleeve (14) offset laterally and whose bore is provided with grooves (14a-) adapted to mesh with the straight splines (16a) formed on the periphery of the sleeve (16).

4. Starter according to claim 1, characterized in that the joining of the two parts (17, 19) of the freewheel when the engine has started is performed by a resilient ring (22) wedged in rotation, being included in the track (19) of the freewheel and which under the effect of the centrifugal force is pressed against the cage (17) of said freewheel.