FR2864585A1 - Demarreur perfectionne a levier elastique - Google Patents
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Abstract
L'invention propose un démarreur (10) comportant un moteur électrique (16), un pignon (36) de lanceur, un corps (46) de lanceur (42) qui est lié en translation axiale avec le pignon de lanceur (36) auquel il est lié en rotation et qui est entraîné en rotation par l'intermédiaire de cannelures hélicoïdales complémentaires (66, 64), et un levier (50) déformable élastiquement dont l'extrémité supérieure (52) est liée en translation axiale avec le noyau mobile (24), qui est monté basculant autour d'un axe intermédiaire (A3) orthogonal aux axes (A1) du noyau mobile et (A2) du corps de lanceur, et dont l'extrémité inférieure en forme de fourche est reçue dans une gorge du corps (46) de lanceur, caractérisé en ce que l'angle aigu (α) d'inclinaison des cannelures (66) du corps de lanceur par rapport à l'axe (A2) est compris entre 30 et 65 degrés.
Description
"Démarreur perfectionné à levier élastique" DOMAINE TECHNIQUE DE
L'INVENTION
La présente invention concerne un démarreur de véhicule automobile.
L'invention concerne plus particulièrement un démarreur du type dit à levier élastique.
Un tel démarreur est du type comportant un boîtier dans lequel sont agencés: - un moteur électrique inférieur arrière - un pignon avant de lanceur monté coulissant axialement sur un arbre de lanceur coaxial à l'arbre d'induit du moteur électrique de manière à venir engrener avec une couronne dentée de moteur thermique du véhicule automobile; - un corps de lanceur qui est lié en translation axiale avec le pignon de lanceur auquel il est lié en rotation et qui est entraîné en rotation par l'intermédiaire de cannelures hélicoïdales complémentaires appartenant respectivement à l'arbre d'induit du moteur électrique et au corps de lanceur; - un contacteur électromagnétique supérieur comportant un 20 noyau mobile en translation selon un axe parallèle à l'axe de translation du corps de lanceur; - et un levier déformable élastiquement dont l'extrémité supérieure est liée en translation axiale avec le noyau mobile, qui est monté basculant autour d'un axe intermédiaire orthogonal aux axes de translation du noyau magnétique mobile et du corps de lanceur, et dont l'extrémité inférieure est en forme d'une fourche à deux branches dont les extrémités libres inférieures sont reçues dans une gorge radiale du corps de lanceur.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Un exemple d'un tel démarreur est illustré de manière simplifiée à la figure 1 annexée.
Un tel état de la technique est aussi illustré et décrit par exemple dans le document GB-A-2.180.889.
Le démarreur 10 selon l'état de la technique illustré à la figure 1 comporte un corps de démarreur dont l'élément principal du boîtier est un carter avant creux 12, appelé nez de démarreur qui est situé à l'avant, à gauche en considérant la figure 1 et qui est réalisé sous la forme d'une pièce moulée.
Un actionneur électromagnétique supérieur 14 et un moteur électrique inférieur 16 sont montés et fixés à l'arrière du nez 12, par des moyens connus tels que des vis, goujons et/ou tirants.
io L'actionneur électromagnétique 14 comporte un carter 17 de forme générale cylindrique d'axe horizontal Al qui est délimité par une face radiale avant 18 et par une face latérale cylindrique 20.
La face transversale avant 18 est en appui contre une 15 partie en vis-àvis supérieure du nez 12.
De manière connue, l'actionneur 14 - aussi appelé contacteur électromagnétique - comporte un noyau mobile 24 qui fait saillie axialement vers l'avant à l'intérieur de la partie supérieure du nez 12.
L'actionneur 14 comporte un ressort 26 (voir figure 2) qui est un ressort hélicoïdal de compression qui rappelle axialement le noyau mobile 24 vers sa position avant de repos dans laquelle le noyau mobile 24 est illustré à la figure 1.
Le moteur électrique 16 comporte un rotor 28 et un stator 25 30 d'axe commun horizontal A2, parallèle à l'axe Al de l'actionneur 14.
Le carter cylindrique 32 du moteur électrique 16 est en appui axialement vers l'avant contre une partie inférieure en vis-à-vis 34 du nez 12.
De manière connue, le rotor 28 du moteur 16 entraîne en rotation un pignon avant 36 de sortie de mouvement, appelé pignon de lanceur, d'axe A2, qui est monté à rotation sur un arbre de lanceur 38 dont l'extrémité axiale avant 40 est portée par le nez 12.
Le pignon 36 appartient à un ensemble mobile axialement 42 appelé lanceur qui comporte, de manière connue, un mécanisme du type à roue libre 44 (non représenté en détails à la figure 1) qui lie en rotation de manière unidirectionnelle le pignon de lanceur 36 à un corps arrière de lanceur coaxial 46 (voir figure 2) qui est entraîné en permanence en rotation par l'arbre de sortie 48 (voir figure 2) du moteur électrique 16.
Le démarreur 10 comporte aussi un levier 50 d'actionnement du lanceur 42 qui est globalement monté io basculant autour d'un axe horizontal intermédiaire A3 qui est orthogonal aux axes Al et A2.
Le tronçon d'extrémité supérieure 52 du levier 50 est lié en translation axiale à une pièce avant 54 d'attelage liée au noyau mobile 24, tandis que son tronçon d'extrémité inférieure 56 est conformée en une fourche pour coopérer avec le lanceur 42 pour commander les déplacement axiaux de ce dernier vers l'avant, à partir de la position de repos illustré à la figure 1.
Dès sa position de repos, le lanceur 42 est, par l'intermédiaire du corps du lanceur 46, en appui axial vers l'arrière contre la face transversale avant d'une butée axiale 56.
Sous l'action du levier 50, le lanceur 42 avec le pignon 36 se déplace axialement vers l'avant de manière que les dents 37 du pignon 36 viennent s'engager axialement dans les dents 60 de la couronne dentée 62 appartenant au volant d'un moteur thermique équipé du démarreur 10.
De manière connue, quand le pignon 36 est suffisamment engagé axialement dans la couronne 62, le contacteur électromagnétique 14 provoque l'alimentation du moteur électrique 16 dont la rotation de l'arbre de sortie 48 est transmise au corps de lanceur 46 par l'intermédiaire de cannelures hélicoïdales 64 de l'arbre 48 qui coopèrent avec des cannelures hélicoïdales complémentaires 66 du corps de lanceur 46.
L'orientation des cannelures 64 et 66 est telle qu'elle contribue, par effet de vissage, à propulser axialement le lanceur 42 et donc le pignon 36 vers l'avant jusqu'à ce que ce dernier vienne en appui axial contre un anneau de butée 68 porté par l'arbre 38.
Lorsque le pignon 36 est en appui contre la butée de travail 68, le lanceur 42 ne peut plus avancer et le mouvement de rotation est alors transmis au pignon 36 qui entraîne la couronne 62, et donc le moteur thermique jusqu'au démarrage de ce dernier.
Toutefois, l'engagement des dents 37 dans les dents 60 lo n'est pas toujours immédiat car la face frontale 70 des dents du pignon 36, chanfreinées ou non, peut venir buter axialement contre la faxe frontale arrière 61 des dents 60 de la couronne 62.
Cette situation, appelée contact dents contre dents, risquerait de provoquer l'arrêt de la course axiale du lanceur 42, et donc du noyau 24 en empêchant ainsi la fermeture des contacts de puissance du contacteur en empêchant ainsi l'alimentation du moteur électrique 16.
Pour remédier à cette situation, de manière connue, des moyens élastiques sont interposés entre le levier 50 et le noyau 20 mobile 24, ou bien entre le levier 50 et le lanceur 42.
Selon un premier mode de réalisation, ces moyens élastiques sont par exemple constitués par un ressort de compression, appelé ressort de dents conte dents, qui permet au noyau mobile de continuer sa course jusqu'à la fermeture du contact de puissance en entraînant la mise en rotation du moteur électrique 16.
Le pignon de lanceur 36 est ainsi alors entraîné en rotation à vitesse lente car c'est le début de la montée en régime du moteur électrique 16.
Dès que les dents 37 du pignon 36 sont en concordance angulaire avec les dents 60 de la couronne 62, le pignon 36 est propulsé axialement vers l'avant dans la couronne 62 sous l'action du ressort de dents contre dents qui a été précédemment comprimé durant la course du noyau mobile 24.
Le pignon 36 poursuit sa course avant dans la couronne sous l'action conjuguée du ressort de dents contre dents et du phénomène de vissage induit par les cannelures 64, 66.
En vue de réduire le coût et l'encombrement axial du démarreur 10, il a été proposé, comme illustré à la figure 1 et par exemple dans le document GB-A-2.180.889, d'intégrer les moyens élastiques assurant la fonction de dents contre dents, dans le levier 50 en réalisant celui-ci sous la forme d'un levier déformable élastiquement dont les caractéristiques élastiques sont io suffisantes pour remplacer le ressort de dents contre dents.
Le levier 50 est par exemple une pièce plane en tôle découpée dans un acier à ressort, qui s'étend globalement dans un plan vertical orthogonal, et qui est monté basculant ou pivotant autour de l'axe A3 au moyen d'une pièce 70 appelée chape.
L'attelage axial de l'extrémité supérieure 52 du levier 50 avec la pièce 54 rapportée sur le noyau mobile 24 autorise le basculement nécessaire du levier pour passer de sa position de repos à sa position de travail.
Les deux branches de l'extrémité inférieure 56 du levier 50 assurent l'attelage du levier au lanceur 42, ici par l'intermédiaire de deux demicoquilles avant 72 et arrière 74 qui sont par exemple réalisées en plastique et qui sont immobilisées en rotation par le levier 50, 56 en laissant ainsi au levier 50 sa liberté de basculement nécessaire au passage de la position de repos à la position avant de travail du lanceur 42.
Les demi-coquilles 72 et 74 sont libres en rotation par rapport au lanceur et elles sont immobilisées axialement entre la face transversale arrière 76 du lanceur 42 et un anneau arrière de butée 78 qui est par exemple un anneau élastique ou "circlips" porté par le corps de lanceur.
Les demi-coquilles 72 et 74 en matière plastique constituent une interface nécessaire entre le levier en acier 50, 56 et la partie arrière du lanceur qui est traditionnellement en acier.
Sans des coquilles 72 et 74, le frottement direct de deux pièces en acier l'une sur l'autre aboutirait à une usure rapide du levier et du lanceur, ainsi qu'à un fonctionnement bruyant de l'ensemble.
De manière connue, un levier dit élastique 50 n'assure pas de précharge.
Le levier élastique commence à se déformer dès qu'on lui applique un effort aussi faible soit-il.
Il en résulte un inconvénient dans le fonctionnement du io démarreur 10 dans la mesure où il se produit un déphasage entre le déplacement axial du noyau mobile 24 et le mouvement axial correspondant du lanceur 42, en raison de l'inertie de ce dernier due à sa masse.
Le moteur électrique 16 se met alors en rotation avant même que le pignon 36 du lanceur 42 n'ait atteint la couronne 62.
Quand le pignon 36 arrive au contact de la couronne 62, le pignon 36 tourne déjà à une vitesse élevée.
Il faudrait alors une force axiale très importante pour propulser le pignon 36 suffisamment loin dans la couronne 62 au cours du bref instant dans lequel les dents 37 du pignon 36 sont en concordance avec les dents 60 de la couronne 62.
L'effort donné par le levier 50 est insuffisant à cet effet.
La réaction et l'effet de vissage procurés par les cannelures hélicoïdales 64, 66 sont aussi insuffisants du fait de l'angle très faible d'inclinaison a (voir figure 2) des cannelures qui est conventionnellement compris entre 18 et 25 0.
En l'absence de forces de propulsion axiale suffisantes du pignon 36, ce dernier n'engage que par l'extrémité axiale avant de ses dents 37 qui s'abîment très rapidement.
II s'en suit alors un rejet axial du pignon vers l'arrière qui agit alors comme un outil d'usinage de la couronne qui enlève des particules du matériau de la couronne à chaque passage de dents en effectuant un fraisage de la couronne dont il détruit très rapidement la denture et met hors d'usage le système de démarrage.
Ce manque de fiabilité a abouti à l'abandon en grande série des démarreurs à levier élastique.
D'autres tentatives illustrées dans les documents US-A-4.116.077 ou US-A4.958.097 pour augmenter les capacités élastiques du levier n'ont pas non plus été satisfaisantes, notamment du fait de la grande complexité de conception proposée pour le levier et de l'augmentation du poids de ce io dernier.
Claims (18)
1. Démarreur (10) de véhicule automobile du type comportant un boîtier (12) dans lequel sont agencés: - un moteur électrique inférieur arrière (16) : - un pignon avant (36) de lanceur (42) monté coulissant axialement sur un arbre de lanceur (40) coaxial à l'arbre d'induit (48) du moteur électrique (16) de manière à venir engrener avec une couronne dentée (60, 62) de moteur thermique du véhicule automobile lo - un corps (46) de lanceur (42) qui est lié en translation axiale avec le pignon de lanceur (36) auquel il est lié en rotation et qui est entraîné en rotation par l'intermédiaire de cannelures hélicoïdales complémentaires (66, 64) appartenant respectivement à l'arbre d'induit (48) du moteur électrique et au corps (46) de lanceur; - un contacteur électromagnétique supérieur (14) comportant un noyau mobile (24) en translation selon un axe (Al) parallèle à l'axe de translation du corps (46) de lanceur; - et un levier (50) déformable élastiquement dont l'extrémité supérieure (52) est liée en translation axiale avec le noyau mobile (24), qui est monté basculant autour d'un axe intermédiaire (A3) orthogonal aux axes de translation du noyau magnétique mobile (Al) et du corps de lanceur (A2), et dont l'extrémité inférieure (56) est en forme d'une fourche à deux branches (88) dont les extrémités libres inférieures sont reçues dans une gorge radiale (84) du corps (46) de lanceur caractérisé en ce que l'angle aigu (a) d'inclinaison des cannelures (66) du corps de lanceur par rapport à l'axe (A2) est compris entre 30 et 65 degrés.
2. Démarreur selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'au moins un tronçon arrière du corps (46) de lanceur comportant les cannelures hélicoïdales (66) et ladite gorge radiale (84), est réalisé en matière plastique.
3. Démarreur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les cannelures hélicoïdales (66) sont formées à l'intérieur d'un alésage interne du tronçon arrière du corps de lanceur.
4. Démarreur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la gorge (84) est délimitée axialement vers l'avant par une face radiale (76) d'entraînement du lanceur (42) par le levier (50) et vers l'arrière par une face radiale de butée (80), et en ce que, en section par un plan parallèle à l'axe de translation du lanceur, l'extrémité libre inférieure de chaque branche (88) de la fourche inférieure (56) du levier (50) est délimitée par un profil convexe avant (90) et par un profil convexe arrière (92) sensiblement circulaires qui coopèrent avec les surfaces radiales d'entraînement (76) et de butée (80) respectivement.
5. Démarreur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, en section par un plan parallèle à l'axe de translation du lanceur, l'extrémité libre inférieure (86) de chaque branche est de contour circulaire.
6. Démarreur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le levier (50) est réalisé en métal en une seule pièce.
7. Démarreur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'extrémité libre inférieure (86) de chaque branche (88) de la fourche inférieure (56) du levier (50) est réalisée en une seule pièce avec le levier (50).
8. Démarreur selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'extrémité libre inférieure (86) de chaque branche (88) de la fourche inférieure (56) du levier (50) est réalisée sous la forme d'un élément rapporté sur le levier (50).
9. Démarreur selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le levier (50) est réalisé par découpe, pliage et/ou cambrage d'une tôle qui s'étend globalement verticalement dans un plan parallèle à l'axe (A3) de basculement du levier.
10. Démarreur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le levier (50) en tôle découpée comporte un tronçon intermédiaire (94) d'articulation qui comporte deux pattes orthogonales opposées (96) dont chacune est reçue dans un logement (98) d'un support fixe pour suspendre verticalement le levier basculant (50).
11. Démarreur selon la revendication 9, caractérisé en ce lo que le levier (50) en tôle découpée comporte un tronçon intermédiaire (94) d'articulation qui comporte une découpe qui délimite un logement (138) qui est traversé par un pivot (134) du support fixe pour suspendre verticalement le levier basculant.
12. Démarreur selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le levier (50) est réalisé par pliage et/ou cambrage d'un fil métallique.
13. Démarreur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le levier en fil métallique comporte au moins une boucle circulaire intermédiaire (94) d'articulation d'axe orthogonal (A3) qui coopère avec une partie complémentaire d'un support fixe (100, 122).
14. Démarreur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la boucle circulaire intermédiaire d'articulation est traversée axialement par un pivot du support fixe pour suspendre verticalement le levier basculant.
15. Démarreur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'extrémité supérieure (52) du levier est reçue librement dans un logement formé (52) dans un tronçon d'extrémité libre avant (54) du noyau magnétique mobile (24).
16. Démarreur selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que l'extrémité supérieure du levier est conformée en un crochet (140) qui est accroché sur un tronçon d'extrémité libre avant (142) du noyau magnétique mobile (24) de manière à suspendre verticalement le levier.
17. Démarreur selon l'une des revendications 15 ou 16, caractérisé en ce que le tronçon d'extrémité libre avant du noyau mobile est réalisé sous la forme d'une pièce rapportée d'attelage (54), notamment en matière plastique.
18. Démarreur selon l'une quelconque des revendications 15 à 17, caractérisé en ce que le tronçon d'extrémité libre avant est délimité axialement vers l'avant par une surface transversale lo d'extrémité (124) qui s'étend en regard d'une surface fixe de butée (122), avec un jeu axial compris entre 0,5 et 5 mm.
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