FR2751803A1 - Deadening mechanism for car starter motors - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne un démarreur de véhicule automobile à réducteur. The invention relates to a motor vehicle starter with a reduction gear.
L'invention concerne plus particulière un démarreur de véhicule automobile, du type comportant un moteur électrique entraînant, par l'intermédiaire d'un réducteur, un arbre de sortie portant un pignon de lanceur du démarreur. The invention relates more particularly to a motor vehicle starter, of the type comprising an electric motor driving, via a reduction gear, an output shaft carrying a starter starter pinion.
Le réducteur permet d'adapter les caractéristiques de couple et de vitesse du moteur électrique aux besoins de performance sur le pignon de sortie, en vue du démarrage du moteur thermique du véhicule automobile. The reduction gear makes it possible to adapt the torque and speed characteristics of the electric motor to the performance requirements on the output pinion, with a view to starting the heat engine of the motor vehicle.
Un tel démarreur selon l'état de la technique est représenté sur les figures 1 et 2. Il comporte un moteur électrique 2 comportant un induit qui entraîne un arbre 4 qui porte, à son extrémité libre, un pignon 6. Un réducteur à train épicycloïdal est interposé entre le pignon 6 et le lanceur 8 disposé sur l'arbre de sortie 10. li comporte un ensemble de satellites 12 dont l'axe de rotation 14 est porté par un porte-satellites 16 qui est solidaire en translation et en rotation de l'arbre de sortie 10 et qui peut être fixé sur ce dernier par sertissage, soudage, etc... Les satellites 12 sont immobilisés axialement en translation par une plaque 20 emmanchée à force sur les axes 14 des satellites 12. Ce maintien en translation peut aussi être réalisé par des axes de satellite vissés dans le porte-satellites 16 et comportant chacun une tête. Such a starter according to the prior art is shown in Figures 1 and 2. It comprises an electric motor 2 comprising an armature which drives a shaft 4 which carries, at its free end, a pinion 6. A planetary gear reducer is interposed between the pinion 6 and the launcher 8 disposed on the output shaft 10. It comprises a set of satellites 12 whose axis of rotation 14 is carried by a planet carrier 16 which is integral in translation and in rotation with the output shaft 10 and which can be fixed on the latter by crimping, welding, etc. The satellites 12 are immobilized axially in translation by a plate 20 force fitted on the axes 14 of the satellites 12. This holding in translation can also be achieved by satellite axes screwed into the planet carrier 16 and each having a head.
Le réducteur comporte également une couronne 18 à denture interne qui est fixée, dans l'ensemble représenté, par surmoulage sur une plaque 20 fixée sur la carcasse 22 du démarreur. The reduction gear also comprises a crown 18 with internal toothing which is fixed, in the assembly shown, by overmolding on a plate 20 fixed on the carcass 22 of the starter.
Les temps de compression du moteur thermique, pendant la phase d'entraînement, provoquent des variations de charge et des rattrapages de jeux angulaires dans les différents engrenages. II en résulte des vibrations et des chocs nuisibles à la durée de vie du démarreur. Ce phénomène est accompagné d'une émission sonore suffisamment intense pour être perçue désagréablement par l'utilisateur. The compression times of the heat engine, during the drive phase, cause load variations and compensations for angular play in the different gears. This results in vibrations and shocks harmful to the life of the starter. This phenomenon is accompanied by a sufficiently intense sound emission to be perceived unpleasantly by the user.
Dans le but d'apporter une réponse simple et efficace à ce problème, I'invention propose un démarreur du type vu précédemment, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'amortissement disposé entre l'arbre de sortie et l'élément de sortie du réducteur. In order to provide a simple and effective answer to this problem, the invention proposes a starter of the type seen previously, characterized in that it comprises a damping device disposed between the output shaft and the element of reducer outlet.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention
- le dispositif d'amortissement comporte au moins un élément élastique disposé angulairement entre au moins deux parois radiales solidaires, respectivement, de l'arbre de sortie et de l'élément de sortie du réducteur
- les éléments élastiques sont des corps en matière synthétique, telle qu'un élastomère;
- les corps en matière synthétique présentent une forme ondulée sur leurs faces radiales intérieure et extérieure
- les corps en matière synthétique constituent une pièce moulée unique
- les éléments élastiques sont des ressorts métalliques de compression
- les éléments élastiques sont des lames métalliques
- les différents éléments élastiques ont des caractéristiques différentes
- le réducteur est un réducteur à train épicycloïdal, le portesatellites est constitué par une couronne comportant des voiles radiaux internes, L'arbre de sortie comporte un moyeu présentant un même nombre de voiles radiaux externes et les voiles radiaux internes et externes sont disposés à la même position axiale avec alternance de manière à être imbriqués les uns dans les autres età ménager un nombre double de logements susceptibles de recevoir les éléments élastiques
- le réducteur est un réducteur à train parallèle, I'engrenage de sortie du réducteur est un pignon denté à denture extérieure coopérant avec une roue dentée d'entrée extérieure à denture extérieure, I'engrenage de sortie comporte des voiles radiaux internes, L'arbre de sortie comporte un moyeu présentant un même nombre de voiles radiaux externes et les voiles radiaux internes et externes sont disposés à la même position axiale avec alternance de manière à être imbriqués les uns dans les autres et à ménager double de logements pour les éléments élastiques
- le moyeu comporte, du côté axial intérieur, un couvercle qui maintient axialement l'élément de sortie du réducteur
- le moyeu comporte, du côté axial extérieur, un épaulement radial s'engageant dans une rainure de l'élément de sortie du réducteur
- seulement un logement sur deux reçoit un élément élastique.According to other features of the invention
- The damping device comprises at least one elastic element arranged angularly between at least two radial walls integral, respectively, with the output shaft and the output element of the reduction gear
- The elastic elements are bodies made of synthetic material, such as an elastomer;
- the plastic bodies have a wavy shape on their inner and outer radial faces
- the plastic bodies constitute a single molded part
- the elastic elements are metal compression springs
- the elastic elements are metal blades
- the different elastic elements have different characteristics
- the reducer is a planetary gear reducer, the satellite gates is constituted by a crown comprising internal radial sails, The output shaft comprises a hub having the same number of external radial sails and the internal and external radial sails are arranged at the same axial position alternately so as to be nested one inside the other and to provide a double number of housings capable of receiving the elastic elements
the reduction gear is a parallel gear reduction gear, the output gear of the reduction gear is a toothed pinion with external teeth cooperating with an external input gear wheel with external teeth, the output gear comprises internal radial webs, L ' output shaft comprises a hub having the same number of external radial sails and the internal and external radial sails are arranged in the same axial position alternately so as to be nested inside each other and to provide double housings for the elastic elements
- the hub has, on the internal axial side, a cover which axially maintains the gear unit output element
- the hub comprises, on the external axial side, a radial shoulder engaging in a groove of the gear unit output element
- only one in two housing receives an elastic element.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 est une vue en coupe partielle d'un démarreur connu comportant un réducteur à train épicycloïdal;
- la figure 2 est une vue de détail de la figure 1 montrant l'arbre de sortie et le porte-satellites en section axiale partielle
- la figure 3 est une vue en coupe radiale selon la ligne 3-3 de la figure 4 d'un premier mode de réalisation de l'invention;
- la figure 4 est une vue en coupe axiale selon la ligne 4-4 de la figure 3
- la figure 5 est une coupe partielle selon la ligne 5-5 de la figure 3; et
- la figure 6 est une vue en coupe, analogue à celle de la figure 4, d'un autre mode de réalisation de l'invention comportant un réducteur à train parallèle.Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the following detailed description for the understanding of which reference will be made to the accompanying drawings in which
- Figure 1 is a partial sectional view of a known starter having a planetary gear reducer;
- Figure 2 is a detail view of Figure 1 showing the output shaft and the planet carrier in partial axial section
- Figure 3 is a radial sectional view along line 3-3 of Figure 4 of a first embodiment of the invention;
- Figure 4 is an axial sectional view along line 4-4 of Figure 3
- Figure 5 is a partial section along line 5-5 of Figure 3; and
- Figure 6 is a sectional view, similar to that of Figure 4, of another embodiment of the invention comprising a parallel gear reducer.
On a représenté sur les figures 3 à 5 le réducteur à train épicycloïdal d'un démarreur du type décrit dans l'introduction et illustré à la figure 2, qui est modifié conformément aux enseignements de l'invention. There is shown in Figures 3 to 5 the planetary gear reducer of a starter of the type described in the introduction and illustrated in Figure 2, which is modified in accordance with the teachings of the invention.
Le porte-satellites, qui constitue l'élément de sortie du réducteur, est constitué par une couronne 24 qui présente des voiles radiaux internes 26, au nombre de trois dans le mode de réalisation représenté, qui supportent chacun un satellite 28. The planet carrier, which constitutes the output element of the reduction gear, is constituted by a ring 24 which has internal radial webs 26, three in number in the embodiment shown, which each support a satellite 28.
Chaque satellite 28 est monté à rotation sur un axe 30 qui est fixé dans le voile 26 et qui comporte une tête 32. Celle-ci est logée dans un alésage 34 destiné à recevoir un élément de tourillonnement 36 constitué par exemple par une bague autolubrifiante ou une douille à aiguilles. Each satellite 28 is mounted for rotation on an axis 30 which is fixed in the web 26 and which comprises a head 32. This is housed in a bore 34 intended to receive a journal element 36 constituted for example by a self-lubricating ring or a needle socket.
L'élément de tourillonnement 36 est maintenu axialement entre un épaulement 38 de l'alésage 34 et la tête 32 de l'axe 30. Le diamètre de la tête 32 est inférieur au diamètre intérieur de l'alésage 34 et la somme des dimensions axiales de l'épaulement 38, de l'élément de tourillonnement 36 et de la tête 32 est inférieure à la longueur axiale du satellite 28 de telle sorte que la tête 32 de l'axe 30 est entièrement logée dans l'alésage 34. The journal element 36 is held axially between a shoulder 38 of the bore 34 and the head 32 of the axis 30. The diameter of the head 32 is less than the internal diameter of the bore 34 and the sum of the axial dimensions of the shoulder 38, of the journal element 36 and of the head 32 is less than the axial length of the satellite 28 so that the head 32 of the axis 30 is entirely housed in the bore 34.
II en résulte que le dispositif d'arrêt du satellite 28 n'intervient aucunement dans l'encombrement du réducteur. As a result, the satellite stop device 28 does not intervene in any way in the size of the reducer.
L'arbre de sortie 40, qui porte le pignon du lanceur du démarreur (non représenté), comporte un moyeu 42 qui est disposé à l'intérieur de la couronne porte-satellites 24 et il comporte trois voiles radiaux externes 44 dont le nombre est égal à celui des voiles radiaux internes 26 de la couronne 24. The output shaft 40, which carries the pinion of the starter launcher (not shown), comprises a hub 42 which is disposed inside the planet carrier ring 24 and it comprises three external radial sails 44 the number of which is equal to that of the internal radial sails 26 of the crown 24.
Les voiles radiaux internes 26 et externes 44 sont disposés dans la même position axiale de manière alternée, un voile interne étant disposé entre deux voiles externes et réciproquement. La longueur radiale de ces voiles est telle qu'ils occupent presque tout l'espace entre la couronne 24 et le moyeu 42, les extrémités des voiles radiaux internes 26 de la couronne 24 se trouvant à faible distance du moyeu 42 et les extrémités des voiles radiaux externes 44 du moyeu se trouvant à faible distance de la couronne 24. The internal radial 26 and external 44 webs are arranged in the same axial position alternately, an internal web being disposed between two external webs and vice versa. The radial length of these sails is such that they occupy almost the entire space between the crown 24 and the hub 42, the ends of the internal radial sails 26 of the crown 24 being a short distance from the hub 42 and the ends of the sails external radials 44 of the hub located at a short distance from the crown 24.
Les voiles radiaux internes 26 et externes 44 constituent des parois radiales qui délimitent angulairement entre elles, dans l'espace cylindrique annulaire se trouvant entre la couronne 24 et le moyeu 42, six logements 46 dont le nombre est ainsi le double de celui des voiles radiaux externes ou internes. The internal radial 26 and external 44 webs constitute radial walls which angularly delimit between them, in the annular cylindrical space located between the ring 24 and the hub 42, six housings 46 the number of which is thus twice that of the radial webs external or internal.
Une plaque de fermeture 48 est pincée, du côté axial extérieur du moyeu, c'est-à-dire du côté le plus éloigné du moteur, entre le moyeu 42 et un épaulement 50 de l'arbre de sortie 40 et ferme les logements 46 dans la direction axiale. A closing plate 48 is pinched, on the external axial side of the hub, that is to say on the side furthest from the motor, between the hub 42 and a shoulder 50 of the output shaft 40 and closes the housings 46 in the axial direction.
De manière analogue, une paroi 52 ferme l'espace compris entre deux voiles radiaux internes 26 voisins. De cette manière, les logements 46 sont totalement fermés. Similarly, a wall 52 closes the space between two neighboring internal radial webs 26. In this way, the housings 46 are completely closed.
Le moyeu 42 peut être fixé sur l'arbre de sortie 40 par sertissage ou soudage, des formes cannelées radiales ou axiales pouvant être prévues pour parfaire la liaison entre ces deux éléments. The hub 42 can be fixed to the output shaft 40 by crimping or welding, radial or axial fluted shapes that can be provided to perfect the connection between these two elements.
Le moyeu 42 comporte, du côté axial intérieur, c'est-à-dire le plus proche du moteur, un épaulement 56 qui vient se loger dans un évidement 58 de forme correspondante aménagé dans la partie intérieure de la couronne 24 avec possibilité de rotation libre de l'épaulement 26 dans l'évidement 58. The hub 42 comprises, on the internal axial side, that is to say closest to the motor, a shoulder 56 which is housed in a recess 58 of corresponding shape arranged in the internal part of the crown 24 with the possibility of rotation free from the shoulder 26 in the recess 58.
Les logements 46 sont, dans le mode de réalisation représenté, de mêmes dimensions, les voiles radiaux internes 26 et externes 44 étant disposés de manière équidistante, lorsque le démarreur est au repos, et ils reçoivent chacun un élément élastique d'amortissement 60 qui peut être constitué par un corps en matière élastique, telle qu'un caoutchouc ou un élastomère naturel ou synthètique. The housings 46 are, in the embodiment shown, of the same dimensions, the internal radial 26 and external 44 webs being arranged equidistantly, when the starter is at rest, and they each receive an elastic damping element 60 which can be constituted by a body of elastic material, such as a rubber or a natural or synthetic elastomer.
Les éléments élastiques 60 présentent une forme qui permet un écrasement important sous une charge donnée afin d'obtenir un grand débattement angulaire entre la couronne 24 et le moyeu 42. Ils peuvent présenter, sur leurs faces radiales internes et externes, des ondulations qui sont de préférence disposées en alternance de telle sorte qu'à une partie saillante 62 d'une face, la face extérieure, il correspond, pour la même position radiale, une partie en creux 64 sur l'autre face. The elastic elements 60 have a shape which allows significant crushing under a given load in order to obtain a large angular clearance between the crown 24 and the hub 42. They can have, on their internal and external radial faces, undulations which are of preferably arranged alternately so that a projecting portion 62 on one side, the outer face, there corresponds, for the same radial position, a hollow portion 64 on the other side.
Avantageusement les différents éléments élastiques en élastomère sont reliés par des ponts de liaison aménagés sur la face frontale ou à la périphérie des voiles radiaux internes 26 et ils constituent ainsi une pièce moulée unique. Cela facilite et simplifie le montage d'un démarreur selon l'invention. Advantageously, the various elastic elastomer elements are connected by connecting bridges arranged on the front face or at the periphery of the internal radial webs 26 and they thus constitute a single molded part. This facilitates and simplifies the mounting of a starter according to the invention.
Selon des variantes de réalisation (non représentées), les éléments élastiques peuvet être constitués par des ressorts métalliques de compression ou des lames métalliques. According to alternative embodiments (not shown), the elastic elements may consist of metal compression springs or metal blades.
Les éléments élastiques 60 peuvent tous avoir des dimensions et caractéristiques identiques, les logements 46 ayant tous la même dimension. On peut aussi prévoir une disposition dissymétrique afin d'obtenir des caractéristiques d'amortissement différentes dans chacun des sens de rotation. On peut, par exemple, prévoir deux types d'éléments élastiques de caractéristiques différentes disposés de manière alternée dans les logements 46. Ces derniers peuvent alors être également de deux types de longueur périphérique au repos différente avec une disposition en alternance. The elastic elements 60 can all have identical dimensions and characteristics, the housings 46 all having the same dimension. It is also possible to provide an asymmetrical arrangement in order to obtain different damping characteristics in each of the directions of rotation. One can, for example, provide two types of elastic elements of different characteristics arranged alternately in the housings 46. The latter can then also be of two types of peripheral length at different rest with an alternating arrangement.
On peut aussi prévoir que seul un logement sur deux reçoit un élément élastique, I'amortissement ne s'effectuant que dans un seul sens de rotation. It can also be provided that only one out of two housings receives an elastic element, the damping being effected only in one direction of rotation.
La couronne porte-satellites 24 est maintenue axialement par l'épaulement 50, d'une part, et l'épaulement 56, d'autre part. The planet carrier ring 24 is held axially by the shoulder 50, on the one hand, and the shoulder 56, on the other hand.
La figure 6 représente un deuxième mode de réalisation de l'invention dans lequel le réducteur est un réducteur à train parallèle d'engrenages selon une vue en section similaire à celle de la figure 4. FIG. 6 represents a second embodiment of the invention in which the reduction gear is a reduction gear with a parallel gear train according to a view in section similar to that of FIG. 4.
L'élément de sortie du réducteur est alors constitué par une roue dentée 66 à denture extérieure qui coopère avec un pignon denté d'entrée extérieur 68 porté par l'arbre induit du moteur électrique. Un moyeu 70 est solidaire de l'arbre de sortie 72. The output element of the reducer then consists of a toothed wheel 66 with external toothing which cooperates with a toothed pinion of external input 68 carried by the armature shaft of the electric motor. A hub 70 is integral with the output shaft 72.
D'une manière analogue à celle du premier mode de réalisation, le dispositif d'amortissement est interposé entre la roue dentée 66 et le moyeu 70. In a manner analogous to that of the first embodiment, the damping device is interposed between the toothed wheel 66 and the hub 70.
La roue dentée 66 comporte des voiles radiaux internes 74 et le moyeu 70 comporte des voiles radiaux externes 76 qui délimitent entre eux des logements recevant chacun un élément élastique 78. Le moyeu porte, du côté axial extérieur, une plaque de fermeture 80 et il présente, du côté intérieur, un épaulement 82. Ces deux éléments maintiennent axialement la roue dentée 66. The toothed wheel 66 has internal radial webs 74 and the hub 70 has external radial webs 76 which delimit therebetween housings each receiving an elastic element 78. The hub carries, on the external axial side, a closure plate 80 and it has , on the inner side, a shoulder 82. These two elements hold the gear 66 axially.
La disposition des voiles radiaux internes 74 et externes 76 est identique à celle du premier mode de réalisation et on peut utiliser également toutes les possibilités décrites précédement pour le premier mode de réalisation en ce qui concerne les éléments élastiques. The arrangement of the internal radial 74 and external 76 webs is identical to that of the first embodiment and one can also use all the possibilities described above for the first embodiment with regard to the elastic elements.
On voit que l'invention permet d'obtenir un système d'amortissement des chocs qui présente un débattement angulaire important entre l'élément de sortie du réducteur et l'arbre de sortie, ce qui permet d'absorber des jeux angulaires importants lors du fonctionnement du démarreur. It can be seen that the invention makes it possible to obtain a shock absorption system which has a large angular clearance between the output element of the reduction gear and the output shaft, which makes it possible to absorb significant angular clearances during starter operation.
Par ailleurs, le dispositif d'amortissement est logé à l'intérieur de l'élément de sortie du réducteur, ce qui permet d'obtenir un faible encombrement, en particulier en direction axiale,
I'encombrement n'étant pratiquement pas augmenté, par rapport à une conception classique.Furthermore, the damping device is housed inside the output element of the reducer, which makes it possible to obtain a small space requirement, in particular in the axial direction,
The size is practically not increased, compared to a conventional design.
Enfin, le poids du dispositif d'amortissement est faible si bien que le poids total du démarreur n'est pas beaucoup affecté par le dispositif selon l'invention. Finally, the weight of the damping device is low so that the total weight of the starter is not much affected by the device according to the invention.
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