FR2838777A1 - Demarreur electrique a butee d'amortissement pour le lanceur - Google Patents
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Abstract
Un démarreur électrique pour un moteur à combustion de véhicule automobile, comprend un lanceur équipé d'un pignon (14) pouvant coulisser axialement sur l'arbre de sortie (12) entre une position de repos dans laquelle il est désengagé de la couronne, et une position active de travail dans laquelle il engrène avec ladite couronne, et un dispositif de transmission à roue libre associé à un levier de commande. Une butée (30) est agencée sur l'arbre de sortie (12) pour limiter la course du pignon (14) dans la position active de travail, ladite butée (30) étant composée d'une bague (31) métallique et d'un élément élastique (40), lequel est agencé pour amortir le choc et réduire le bruit lors de la venue en engagement du pignon (14).
Description
enveloppes (2, 3).
Demarreur electrique a butee d'amortissement pour le lanceur. Domaine technique de ['invention o L'invention est relative a un demarreur electrique pour un moteur a combustion de vehicule automobile, ledit demarreur comprenant: - un moteur electrique ayant un rotor accouple a un arbre de sorti e, - un lanceur equipe d'un pigeon pour l'entranement d'une couronne dentee du volant du moteur a combustion, ledit pigeon pouvant coulisser axialement sur l'arbre de sortie entre une position de repos dans laquelle il est desengage de la couronne, et une position active de travail dans laquelle il engrene avec ladite couronne, - un dispositif de transmission a roue libre associe a un organe de commande pour le deplacement en translation du lanceur, - et une butee agencee sur l'arbre de sortie pour limiter la
course du lanceur dans la position active de travail.
Etat de la technique Selon la figure 1, un demarreur de vehicule automobile comporte d'une maniere classique, un moteur electrique 10 rotatif dont l'arbre de sortie 12 est equipe d'un pigeon 14 mobile destine a cooperer avec une couronne 15 dentee du volant pour assurer le demarrage du moteur a combustion (non represente) du vehicule. Le pigeon 14 est monte a coulissement sur l'arbre de sortie 12 entre une position de repos dans laquelle il est desengage de la couronne dentee, et une position active de travail dans laquelle il engrene avec ladite couronne, laquelle est liee en rotation au vilebrequin du moteur a combustion de vehicule. Le moteur electrique 10 du demarreur est associe a un contacteur CT a electro-aimant dispose au-dessus du moteur o electrique 10, et ayant une double fonction d'alimentation du moteur electrique 10 en courant, et de deplacement du pigeon 14 mobile entre les deux positions de repos et de travail. L'excitation de l'electro aimant du contacteur CT est pilotee par l'actionnement de la cle de contact, qui etablit le circuit electrique vers la batterie, suite a la
fermeture du contact principal CP de puissance du contacteur CT.
Le noyau mobile 23 du contacteur CT est relic mecaniquement par un levier de commande 16 a un lanceur 18 comprenant le pigeon 14 et un dispositif de transmission a roue libre 20. Le levier de commande 16 o en forme de fourchette est monte a pivotement sur un axe 22, et la roue libre 20 est intercalee axialement entre le pigeon 14 et un moyeu
d'entramement 24, lequel est actionne par le levier de commande 16.
L'arbre de sortie 12 est monte a rotation dans un carter 26 par
l'intermediaire d'une padre de paliers 28, 29.
Le moyeu d'entramement 24 comporte deux series de cannelures helicoidales de formes complementaires, agencees respectivement sur l'arbre de sortie 12, et dans une douille cylindrique interne du
moyeu d'entranement 24.
Le pigeon 14 est ainsi solidarise au moyeu d'entranement 24 par le dispositif de transmission a roue libre 20, lequel permet d'entraner le pigeon 14 dans un sens de rotation correspondent a celui de l'arbre de sortie 12 pendant la phase normale de demarrage, et de debrayer la liaison mecanique d'entranement en rotation lorsque la vitesse de rotation du pigeon 14 est superieure a celle du moyeu d'entranement o 24. En fin de demarrage du moteur a combustion, la presence du dispositif de transmission a roue libre 20 evite que le pigeon 14 en prise avec la couronne, entrarne le rotor du moteur electrique 10 a une vitesse excessive susceptible de deteriorer ce dernier. Une tel le situation peut intervenir lorsque le conducteur ne coupe pas
s I'alimentation du contacteur immediatement apres le demarrage.
Une butee 30 est agencee sur l'arbre de sortie 12 du cote du palier 28 pour limiter la course du lanceur 18 dans la position active de travail lorsque le pigeon 14 entrane le moteur thermique en rotation. La o butee 30 est immobilisee axialement sur l'arbre 12 par un jonc 32 loge
dans une gorge 34 annulaire.
A la mise sous tension du demarreur, le pigeon 14 est deplace en translation par le levier 16 dans le sens de la fleche F. Au moment de s la venue en contact de la face frontale 36 du pigeon 14 contre la face d'appui 38 de la butee 30, la vitesse acquise par le lanceur 18 est importante. En raison de cette vitesse, de la masse du lanceur 18, et de la rigidite mecanique des pieces en contact, il en resulte un choc qui se traduit par une contrainte mecanique instantanee elevee sur le pigeon 14 et la butee 30, et par un bruit bref mais perceptible par le
conducteur et les personnel qui se trouvent a proximite du vehicule.
Pour eviter les deteriorations dues aux contraintes mecaniques, on a deja propose d'augmenter la resistance mecanique des pieces venant o en contact, soit en utilisant des aciers allies a haute tenacite, soit en ayant recours a des traitements thermiques superficiels ou dans la masse. Ces solutions resolvent le probleme de la tenue mecanique,
mais n'ont pas d'impact sur ie bruit emis.
Objet de ['invention L'objet de ['invention consiste a reduire le bruit du demarreur en fin d'engagement du pigeon dans la couronne d'entranement du moteur thermique. Le dispositif selon ['invention est caracterise en ce que la butee est composee dune bague metallique et d'un element elastique, loquel est
agence pour amortir le choc lors de la venue en engagement du pigeon.
Le materiau de ['element elastique est choisi en fonction de ses
proprietes elastiques, d'amortissement et de tenue mecanique.
L'effet d'un tel amortisseur permet d'obtenir une limitation de la force de compression en raison de l'energie de choc repartie sur une duree plus importante que celle engendree avec un systeme conventionnel ou le contact s'effectue metal sur metal. 11 en resulte
une reduction de ['emission sonore pendant le demarrage.
Selon un mode de reaiisation preferential, I'element elastique possede une forme de tore circulaire a section rectangulaire, et constitue par un plot en materiau elastomere fixe a la bague, ledit plot etant deformable au fur et a mesure de l'ecrasement sous la poussee du pigeon. L'element elastique comporte des moyens pour obtenir une o raideur d'autant plus elevee que l'ecrasement est grand. La surface frontale est equipee a cet effet de saillies destinees a rendre le
freinage du pigeon plus progressif.
D'autres caracteristiques peuvent etre utilisees individuellement ou en . combnason: - la bague de la butee peut etre dotee d'une protuberance orientee vers le pigeon pour limiter l'ecrasement du plot amortisseur; le plot amortisseur en elastomere peut etre pourvu d'un element resistant, par exemple une rondelle en acier traite contre laquelle le
o pigeon vient en contact.
Description sommaire des dessins
D'autres avantages et caracteristiques ressortiront plus clairement
de la description qui va suivre d'un mode de realisation de ['invention
donne a titre d'exemple non limitatif, et represente aux dessins annexes, dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe partielle d'un lanceur de demarreur de l'art anterieur; - la figure 2 montre une vue en coupe de la butee du lancour selon ['invention; - la figure 3 represente une variante de realisation de l'amortisseur associe a la butee de la figure 2; - la figure 4 illustre un diagramme en fonction du temps de la force de compression exercee par le pigeon sur la butee, respectivement pour un demarreur de l'art anterieur (courbe 1), et selon ['invention o (courbe 2) ; - les figures 5 et 7 montrent deux variantes de la butee de la figure 2; - la figure 6 represente le diagramme de la force de compression
exercee sur la butee de la figure 5.
Description d'un mode de realisation preferential.
En reference a la figure 2, la butee 30 est composee d'une bague 31 metailique et d'un element elastique 40, lequel est appose contre la face d'appui 38 de la bague 31, pour amortir le choc lors de la venue en engagement de la face frontale 36 du pigeon 14. L'element elastique 40 a une forme d'un tore circulaire a section rectangulaire, et est realise en un materiau choisi en fonction de ses proprietes elastiques,
d'amortissement et de tenue mecanique.
Dans le cas d'un elastomere motile, on pourra avantageusement conformer l'amortisseur pour avoir une surface de contact limitee en debut de contact avec le pigeon 14. L'elastomere est deformable au fur et a mesure de l'ecrasement de ['element elastique 40 sous la poussee du pigeon 14. La surface en contact augmente progressivement, ce qui
rend la piece plus difficilement deformable.
Sur la figure 3, la surface frontale de l'eiement elastique 40 est equipee de saillies 42 pour obtenir une raideur d'autant plus elevee que l'ecrasement est grand. Cette propriete rend le freinage du pigeon 14 plus progressif pour une course d'ecrasement donnee, ce qui reduit les
o pointes de chocs, done le bruit.
En reference a ia figure 4 illustrant le diagramme des forces de compression en fonction du temps, I'effet d'amortissement resultant de la presence de ['element elastique 40 engendre une force instantanee de compression dont la pointe est limitee en raison d'une energie de choc s'etalant sur une duree plus importante. Le couple transmis par le demarreur cree par l'intermediaire des cannelures helicodales du lanceur 18, une force de contact Fe sur la butee 30. Dans un demarreur selon l'etat de la technique, ie contact s'opere metal sur metal, et on constate sur la courbe 1 une pointe de choc F1p de duree t1. Avec l'effet d'amortissement de ['element elastique 40, la pointe F2p sur la courbe 2 est inferieure a F1 p, et la duree t2 est superieure a t1. On reduit l'intensite du choc, et on l'etale dans le temps, ce qui est tres favorable
pour la reduction de ['emission sonore.
Sur ia figure 5, la bague 31 de la butee 30 est dotee d'une protuberance 44 tubulaire orientee vers le pigeon 14, de maniere a delimiter un logement 46 torique ayant une section rectangulaire ABED s'etendant entre la peripherie de l'arbre 12 et la paroi interne de la protuberance 44. L'amortisseur 40 est forme par un plot de section rectangulaire DFCG, dont le volume est inferieur ou egal au volume du logement 46
dans la bague.
La presence de la protuberance 44 sur la bague 31 limite l'ecrasement de l'amortisseur 40, notamment en cas de sollicitation anormalement elevee du demarreur. Sur la figure 6, on note qu'au dela d'un certain o couple du demarreur correspondent a la force Fu de compression, le pigeon 14 vient buter contre la protuberance 44. L'ecrasement Xm du plot de l'amortisseur 40 sera alors limite, meme si le choc exerce par le
pigeon 14 provoque une force de compression FM superieure a Fu.
L'excedent de force FM - Fu est repercute sur la protuberance 44 de la butee 30, iaquelle est agencee pour resister a ces sollicitations exceptionnelles. L'amortisseur 40 est ainsi protege contre des chocs
excessifs qui pourraient le detruire.
L'amortisseur 40 en elastomere subit une usure par frottement sur sa face de contact avec le pigeon 14 avec des risques de degradation de l'effet d'amortissement. Afin de preserver ses qualites initiales, I'amortisseur 40 peut etre pourvu d'un element resistant 48 contre lequel le pigeon 14 vient en contact. L'element resistant 48 e s t
constitue a titre d'exemple par une rondelle en acier traite.
L'assemblage de ['element elastique 40 peut etre effectue par collage, clipsage, agrafage, sertissage, ou tout autre moyen connu. L'element elastique 40 pout etre monte legerement serre sur 1'arbre 12, de maniere a rester lie en translation et rotation par sa propre elasticity, empechant ainsi tout mouvement ocGasionne par les vibrations du
moteur thermique.
11 est clair que 1'element elastique 40 pout etre constitue par une rondelle metallique a deformation elastique, notamment une rondelle Grower, une rondelle conique, un bloc compacte de fils en inox tresses, etc....... Revend ications 1. Demarreur electrique pour un moteur a combustion de vehicule automobile, ledit demarreur comprenant: - un moteur electrique (10) ayant un rotor accouple a un arbre o de sortie (12) , - un lanceur (18) equipe d'un pigeon (14) pour l'entranement d'une couronne (15) dentee du volant du moteur a combustion, ledit pigeon pouvant coulisser axialement sur l'arbre de sortie (12) entre une position de repos dans laquelle il est desengage de la couronne s (15), et une position active de travail dans laquelle il engrene avec ladite couronne, - un dispositif de transmission a roue libre (20) associe a un levier de commande (16) pour le deplacement en translation du Ianceur (1 8), zo - et une butee (30) agencee sur l'arbre de sortie (12) pour limiter la course du lanceur (18) dans la position active de travail, caracterise en ce que la butee (30) est composee d'une bague (31) metaliique et d'un element elastique (40), lequel est agence pour amortir le choc lors de
z la venue en engagement du pigeon (14).
2. Demarreur electrique selon la revendication 1, caracterise en ce que ['element elastique (40) possede une forme de tore circulaire a
section rectangulaire, fixe a la bague (31).
3. Demarreur electrique selon la revendication 1 ou 2, caracterise en ce que ['element elastique (40) est forme par un plot en materiau elastomere, lequel est deformable au fur et a mesure de l'ecrasement
sous la poussee du pigeon (14).
o 4. Demarreur electrique selon la revendication 1 ou 3, caracterise en ce que ['element elastique (40) comporte des moyens pour obtenir une
raideur d'autant plus elevee que l'ecrasement est grand.
5. Demarreur electrique selon la revendication 4, caracterise en ce que la surface frontale de ['element elastique (40) est equipee de saillies (42) destinees a rendre le freinage du pigeon (14) plus progressif. 6. Demarreur electrique selon la revendication 3, caracterise en ce zo que la bague (31) de la butee (30) est dotee d'une protuberance (44) orientee vers le pigeon (14) pour limiter l'ecrasement du plot amortisseur. 7. Demarreur electrique selon la revendication 3, caracterise en ce z que le plot amortisseur en elastomere est pourvu d'un element
resistant (48) contre loquel le pigeon (14) vient en contact.
8. Demarreur electrique selon la revendication 7, caracterise en ce que ['element resistant (48) est constitue par une rondelle en acier
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