FR2888291A1 - Demarreur de moteur equipe d'un absorbeur de chocs - Google Patents

Abstract

Un démarreur à engrènement permanent (1) pour un moteur (2) est prévu, lequel comprend un ensemble d'absorbeur de chocs (13) et un limitateur de couple (12). L'ensemble d'absorbeur de chocs (13) est constitué d'une pluralité d'unités d'absorption disposées en série sur un trajet de transmission de couple. Chacune des unités d'absorption comprend un élément de tampon (27) déformable élastiquement. Lorsqu'il est soumis à un couple d'impact, chacun des éléments de tampon (27) est déformé dans une direction autour du trajet de transmission de couple pour absorber le couple d'impact. Le limitateur de couple (12) est disposé en amont de l'absorbeur de chocs (13) sur le trajet de transmission de couple et fonctionne pour interrompre la transmission du couple dépassant un couple établi depuis l'absorbeur de chocs (13) vers un moteur électrique (5) du démarreur (1). L'agencement en série des unités d'absorption permet à la constante de rappel de la totalité de l'ensemble d'absorbeur de chocs (13) d'être diminuée sans diminuer le couple qui est absorbé par les éléments de tampon (27) qui sont totalement déformés. Ceci résulte en une capacité fortement améliorée de l'ensemble d'absorbeur de chocs (13) à absorber l'impact.

Description

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DEMARREUR DE MOTEUR EQUIPE D'UN ABSORBEUR DE CHOCS ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION 1. Domaine technique de l'invention La présente invention se rapporte d'une manière générale à une structure d'un démarreur à engrènement permanent conçu pour comporter un pignon placé en engrènement permanent avec une couronne d'une moteur d'automobile, et plus particulièrement à un tel démarreur équipé d'un absorbeur de chocs fonctionnant pour absorber un couple d'impact transmis à partir du moteur.

2. Technique d'arrière-plan La première publication de brevet japonais N 2004-190 647 décrit un démarreur de moteur équipé d'un absorbeur de chocs fonctionnant pour absorber un couple d'impact se produisant au démarrage du moteur ou une variation soudaine du couple transmis depuis le moteur.

L'absorbeur de chocs comprend des coussinets constitués de caoutchouc et empêche une roue dentée interne d'un réducteur de vitesse à train planétaire de tourner à travers les coussinets.

L'application d'un couple d'impact survenant lors du démarrage du moteur sur la roue dentée interne amène les coussinets à être comprimés contre la roue dentée interne de sorte qu'ils sont déformés, en permettant de cette manière à la roue dentée interne de tourner afin d'absorber le couple d'impact.

Le démarreur classique à engrènement permanent conçu pour comporter un pignon placé en engrènement permanent avec une couronne du moteur est habituellement soumis à un couple d'impact important, par exemple, lorsque le moteur est entraîné en rotation inverse lors de son démarrage ou qu'il cale, ce qui amène l'inertie du véhicule lui-même à être appliquée au démarreur.

La capacité de l'absorbeur de chocs à absorber l'impact dépend de la rigidité dynamique ou de la constante de rappel des coussinets. Donc, s'il est possible d'assurer une tolérance de déformation des coussinets sans diminuer le couple auquel les coussinets résistent lorsqu'ils sont totalement déformés, l'amélioration de la capacité d'amortissement est obtenue en diminuant la constante de rappel des coussinets. La structure, telle qu'enseignée dans la publication ci-dessus, présente cependant une limite pour assurer un espace d'installation 2888291 2 requis des coussinets, ce qui résulte en une difficulté de diminution de la constante de rappel sans sacrifier le couple auquel les coussinets résistent lorsqu'ils sont totalement déformés. Par conséquent, il s'agit pour le démarreur, tel qu'enseigné dans la publication ci-dessus, d'absorber l'excédant de couple qui est requis pour amener tout d'abord le piston du moteur de la course de compression à la course de détente à démarrer le moteur uniquement en utilisant l'absorbeur de chocs et également de protéger les pièces du côté moteur d'un impact.

RESUME DE L'INVENTION C'est par conséquent un objectif principal de l'invention d'éviter les inconvénients de la technique antérieure.

Il s'agit d'un autre objectif de l'invention de fournir une structure améliorée d'un démarreur à engrènement permanent pour un moteur conçu pour présenter une capacité améliorée d'absorption de l'impact agissant sur le démarreur et de rupture de la transmission d'un couple d'impact excessif du moteur vers le démarreur.

Selon un premier aspect de l'invention, il est fourni un démarreur à engrènement permanent pour un moteur qui comprend: (a) un moteur électrique fonctionnant pour produire un couple sur un arbre de sortie de celui-ci, (b) un réducteur de vitesse disposé sur un trajet de transmission de couple s'étendant depuis le moteur électrique, le réducteur de vitesse fonctionnant pour réduire une vitesse de l'arbre de sortie du moteur électrique, (c) un arbre de sortie du démarreur couplé à l'arbre de sortie du moteur électrique par l'intermédiaire du réducteur de vitesse sur le trajet de transmission de couple, (d) un pignon qui est retenu par l'arbre de sortie du démarreur et placé en engrènement permanent avec une couronne d'un moteur, le pignon étant disposé sur le trajet de transmission de couple et tournant suite à la rotation de l'arbre de sortie du démarreur pour entraîner la couronne afin de démarrer le moteur, (e) un ensemble d'absorbeur de chocs comprenant une pluralité d'unités d'absorption disposées en série entre le pignon et le réducteur de vitesse sur le trajet de transmission de couple, chacune des unités d'absorption comprenant un élément de tampon déformable élastiquement, lorsqu'il est soumis à un couple d'impact, chacun des éléments de tampons déformés dans une direction autour du trajet de transmission de couple pour 3 2888291 absorber le couple d'impact, et (f) un limitateur de couple disposé en amont de l'absorbeur de chocs sur le trajet de transmission de couple. Le limitateur de couple fonctionne pour interrompre une transmission de couple dépassant un couple établi allant de l'absorbeur de chocs vers le moteur électrique. Un couple maximum devant être absorbé par la déformation de tous les éléments de tampons de l'absorbeur de chocs est plus important qu'un couple de démarrage maximum, tel que produit pour démarrer le moteur, et inférieur au couple établi du limitateur de couple. Le couple établi du limitateur de couple est supérieur à un couple de démarrage requis pour démarrer le moteur.

L'agencement en série des unités d'absorption le long du trajet de transmission de couple permet à la constante de rappel de la totalité de l'ensemble d'absorbeur de chocs d'être diminuée sans diminuer le couple à absorber par les éléments de tampons qui sont totalement déformés. Ceci résulte en une capacité fortement améliorée de l'ensemble d'absorbeur de chocs à absorber l'impact. Ceci résulte également en la réduction du bruit mécanique survenant en raison des collisions des dents du pignon sur celles de la couronne au cours du démarrage du moteur et assure un fonctionnement à faible bruit du démarreur.

Selon le second aspect de l'invention, il est fourni un démarreur à engrènement permanent pour un moteur qui comprend: (a) un moteur électrique fonctionnant pour produire un couple sur un arbre de sortie de celui-ci, (b) un réducteur de vitesse disposé sur un trajet de transmission de couple s'étendant depuis le moteur électrique, le réducteur de vitesse fonctionnant pour réduire une vitesse de l'arbre de sortie du moteur électrique, (c) un arbre de sortie du démarreur couplé à l'arbre de sortie du moteur par l'intermédiaire du réducteur de vitesse sur le trajet de transmission de couple, (d) un pignon qui est retenu par l'arbre de sortie du démarreur et placé en engrènement permanent avec une couronne d'un moteur, le pignon étant disposé sur le trajet de transmission de couple et tournant suite à la rotation de l'arbre de sortie du démarreur pour entraîner la couronne afin de démarrer le moteur, (e) un ensemble d'absorbeur de chocs comprenant une pluralité d'unités d'absorption disposées en série entre le pignon et le réducteur de vitesse sur le trajet de transmission de couple, chacune des unités d'absorption comprenant un élément de tampon déformable élastiquement, lorsqu'il est soumis à un couple d'impact, chacun des éléments de tampons étant déformé dans une direction autour du trajet de transmission de couple pour absorber le couple d'impact, et (f) un limitateur de couple disposé en amont de l'absorbeur de chocs sur le trajet de transmission de couple. Le limitateur de couple fonctionne pour interrompre une transmission de couple dépassant un couple établi allant de l'absorbeur de chocs vers le moteur électrique. Un couple maximum devant être absorbé par la déformation de tous les éléments de tampons de l'absorbeur de chocs est plus important qu'un couple, produit par le moteur électrique fonctionnant à une puissance de crête, et inférieur à un couple de verrouillage du moteur électrique. Le couple établi du limitateur de couple est plus important qu'un couple de démarrage requis pour démarrer le moteur.

L'agencement en série des unités d'absorption le long du trajet de transmission de couple permet à la constante de rappel de la totalité de l'ensemble d'absorbeur de chocs d'être diminuée sans diminuer le couple qui sera absorbé par les éléments de tampons qui sont totalement déformés. Ceci résulte en une capacité fortement améliorée de l'ensemble d'absorbeur de chocs à absorber l'impact. Ceci résulte également en une réduction du bruit mécanique survenant en raison des collisions des dents du pignon sur celles de la couronne lors du démarrage du moteur et assure un fonctionnement à faible bruit du démarreur. En outre, un degré de couple plus important que le couple de démarrage du moteur est bloqué par le limitateur de couple, ce qui protège ainsi le démarreur d'un couple excessif et les pièces du côté moteur telles qu'un embrayage installé dans la couronne.

Dans le mode préféré de l'invention, l'absorbeur de chocs est disposé entre le réducteur de vitesse et l'arbre de sortie du démarreur ou entre l'arbre de sortie du démarreur et le pignon.

Chacun des éléments de tampons est constitué de caoutchouc synthétique présentant une compressibilité de 50 % en utilisation.

Le réducteur de vitesse est mis en oeuvre par un réducteur 40 de vitesse à train planétaire constitué d'une roue solaire 2888291 installée sur l'arbre de sortie du moteur électrique, d'une roue dentée interne rotative disposée sur le même axe que la roue solaire, et de satellites s'engrenant avec la roue solaire et la roue dentée interne. La roue dentée interne est empêchée de tourner par le limitateur de couple.

Le démarreur à engrènement permanent peut être utilisé dans un système d'arrêt/redémarrage du moteur automatique conçu pour arrêter ou redémarrer le moteur automatiquement.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS

La présente invention sera comprise plus en détail d'après la description détaillée donnée ci-dessous et d'après les dessins annexés des modes de réalisation préférés de l'invention, qui cependant ne devraient pas être considérés comme limitant l'invention aux modes de réalisation spécifiques, mais n'ont qu'un but d'explication et de compréhension uniquement.

Sur les dessins La figure 1 est une vue en coupe transversale partielle qui représente la structure d'un démarreur à engrènement permanent pour un moteur conforme au premier mode de réalisation de l'invention, La figure 2 est un schéma de circuit qui représente un circuit de commande du démarreur de la figure 1, La figure 3(a) est une vue en plan qui représente la disposition des coussinets dans l'un d'une paire de boîtiers qui forme l'une des unités d'absorbeur d'un ensemble d'absorbeur de chocs installé dans le démarreur de la figure 1, La figure 3(b) est une vue en plan qui représente la structure de l'autre boîtier parmi la paire de boîtiers qui forme l'une des unités d'absorbeur associée au boîtier de la figure 3 (a) , La figure 4(a) est une vue en plan qui représente la disposition des coussinets dans l'un des boîtiers d'un ensemble d'absorbeur de chocs lorsqu'il n'est soumis à aucun impact de couple, La figure 4(b) est une vue en plan qui représente une déformation des coussinets de l'ensemble d'absorbeur de chocs lorsqu'il est soumis à un couple d'impact, et 6 2888291 La figure 5 est un graphe qui représente les caractéristiques du moteur électrique par rapport à un couple de déformation maximum agissant sur les coussinets d'un ensemble d'absorbeur de chocs conforme au second mode de réalisation de l'invention.

DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES

En se référant aux dessins, dans lesquels les références numériques identiques se rapportent à des parties identiques dans plusieurs vues, en particulier à la figure 1, un démarreur à engrènement permanent 1 destiné à une utilisation dans des systèmes d'arrêt au ralenti pour des véhicules automobiles est représenté. Les systèmes d'arrêt au ralenti sont habituellement conçus sous forme d'un système d'arrêt/redémarrage automatique de moteur pour arrêter un moteur d'automobile 2, comme illustré sur la figure 2, automatiquement, par exemple, lorsque le véhicule s'est arrêté à une intersection ou en raison d'un embouteillage et pour redémarrer ensuite le moteur 2 automatiquement lorsque le conducteur du véhicule exécute une opération de démarrage donnée (par exemple lors du relâchement de la pédale de frein par le pied du conducteur). Le système d'arrêt au ralenti comprend généralement une unité de commande électronique (ECU) 3 pour réaliser les fonctions d'arrêt et de redémarrage ci-dessus.

Le démarreur 1 comprend un moteur électrique 5, un commutateur principal 6, un commutateur électromagnétique 7, comme illustré sur la figure 2, un réducteur de vitesse 8, comme illustré sur la figure 1, un arbre de sortie 9, un pignon 11, un limitateur de couple 12, et un ensemble d'absorbeur de chocs 13.

Le moteur électrique 5 fonctionne pour produire un couple sur un arbre d'armature 4 (c'est-à-dire un arbre de sortie). Le commutateur principal 6 est installé dans le commutateur électromagnétique 7 et fermé ou ouvert pour activer ou désactiver le moteur électrique 5. Le réducteur de vitesse 8 fonctionne pour réduire la vitesse de l'arbre d'armature 4 et la transmettre à l'arbre de sortie 9. Le pignon 11 est installé sur l'extrémité de l'arbre de sortie 9 en engrènement permanent avec une couronne 10, comme illustré sur la figure 2, du moteur 2. Le limitateur de couple 12 fonctionne pour interrompre la transmission du couple excessif vers le réducteur de vitesse 8 7 2888291 (c'est-à-dire le moteur électrique 5). L'ensemble d'absorbeur de chocs 13 fonctionne pour absorber le couple d'impact qui survient lors du démarrage du moteur 2 et agit sur le démarreur 1.

Le moteur électrique 5 est un moteur à courant continu classique équipé d'un système de champ constitué d'aimants permanents (ou bobines d'excitation) disposés sur une périphérie intérieure d'une culasse et d'une armature (non représentée) disposée pour pouvoir tourner à l'intérieur du système de champ, et fonctionne pour produire le couple sur l'armature par l'intermédiaire d'une force électromagnétique créée par le système de champ.

Le commutateur électromagnétique 7 comporte installé dans celui-ci un électroaimant 7a, comme illustré sur la figure 2, qui est excité par la puissance électrique provenant d'une batterie 15 installée dans le véhicule par l'intermédiaire d'un relais de démarreur 14. Lorsqu'il est excité, l'électroaimant 7a produit une attraction magnétique pour fermer le contact principal 6. Le relais de démarreur 14 comporte une bobine de relais 14a. Lorsque le conducteur du véhicule amène un commutateur de démarreur 16 à une position ST pour démarrer le moteur 2, la bobine de relais 14a est excitée pour fermer le relais de démarreur 14. Lorsqu'il est nécessaire de redémarrer le moteur 2, l'unité ECU 3 excite la bobine de relais 14a.

Le réducteur de vitesse 8 est mis en oeuvre par un train de réduction épicycloïdal classique (également appelé réducteur de vitesse à train planétaire) et, comme clairement illustré sur la figure 1, constitué d'une roue solaire 8a, d'une roue dentée interne en forme d'anneau 8b et de satellites 8c. La roue solaire 10 est formée sur l'extrémité de l'arbre d'armature 4 du moteur électrique 5. La roue interne 12 est commandée en rotation par un limitateur de couple 12, comme cela serait décrit ultérieurement en détail. Les satellites 8c sont placés pour s'engrener avec les roues dentées 8a et 8b. Le réducteur de vitesse 8 fonctionne pour réduire une vitesse de rotation de l'arbre d'armature 4 à une vitesse orbitale des satellites 8c.

L'arbre de sortie 9 est placé en alignement avec l'arbre d'armature 4 du moteur électrique 5 et maintenu à une extrémité de celui-ci par un boîtier avant 18 par l'intermédiaire d'un palier 17.

2888291 8 Le pignon 11 est installé sur l'arbre de sortie 9 par l'intermédiaire d'un palier 19 pour pouvoir être entraîné en rotation et couplé à l'arbre de sortie 9 par l'intermédiaire de l'ensemble d'absorbeur de chocs 13.

Le limitateur de couple 12 est constitué d'une plaque centrale 20, d'un disque rotatif 21 et d'un ressort Belleville 22. La plaque centrale 20 est empêchée par le boîtier avant 18 de tourner. Le disque rotatif 21 est empêché de tourner par la plaque centrale 20 par frottement et est accouplé avec la roue dentée interne 8b du réducteur de vitesse 8. Le ressort Belleville 22 est placé pour solliciter le disque rotatif 21 contre la plaque centrale 20 de façon à produire une pression de frottement agissant sur celle-ci. Lorsqu'un couple excessif plus important qu'un couple de maintien (c'est-à-dire le couple établi) établi par la pression de frottement, qui empêche le disque rotatif 21 de tourner, agit sur la roue dentée interne 8b, ceci amènera le disque rotatif 21 à glisser ou à tourner en s'opposant à la pression de frottement, en permettant de cette manière à la roue dentée interne 8b de tourner pour bloquer la transmission du couple excessif vers le moteur électrique 5. Le couple établi du limitateur de couple 12 est sélectionné pour être plus important qu'un degré de couple (lequel sera désigné également par couple de démarrage ci-dessous) qui est nécessaire pour tout d'abord amener le piston du moteur 2 de la course de compression à la course de détente afin de démarrer le moteur 2.

L'ensemble d'absorbeur de chocs 13 est constitué de trois unités d'absorption qui sont constituées de quatre carters 23, 24, 25 et 26 et de tampons ou de coussinets 27. Les carters 23 à 26 sont disposés pour être superposés les uns aux autres le long de l'arbre de sortie 11 entre le pignon 11 et le réducteur de vitesse 8. Chacun des coussinets 27 est disposé entre deux carters adjacents parmi les carters 23 à 26. Chacune des unités d'absorption est constituée de deux carters adjacents parmi les carters 23 à 26 et des trois coussinets 27 disposés entre ceux- ci.

Le carter 23 est relié par l'intermédiaire de dentures à la périphérie d'une partie cylindrique lla définie par une extrémité arrière (c'est-àdire une extrémité droite comme observé sur la figure 1) du pignon 11 de sorte que le carter 23 40 est empêché de tourner par rapport au pignon 11.

2888291 9 Le carter 26 comporte une protubérance cylindrique 26A reliée à la périphérie de l'arbre de sortie 9 par l'intermédiaire de dentures de sorte que le boîtier 26 est empêché de tourner par rapport à l'arbre de sortie 9.

Les carters 24 et 24 sont placés sur la périphérie de la protubérance cylindrique 26A par l'intermédiaire de paliers pour pouvoir être entraînés en rotation par rapport à la protubérance 26A.

Les coussinets 27 sont, comme illustré sur la figure 3(a), constitués chacun d'une pièce de caoutchouc synthétique résistant à l'huile (par exemple NBR) et constitués d'un bloc principal 27a, un sous-bloc 27c et d'une liaison 27b reliant le bloc principal 27a et le sous-bloc 27c. Les trois coussinets 27 sont disposés entre deux carters adjacents parmi les carters 23 à 26 disposés pour se chevaucher dans une direction axiale du démarreur 1 et maintenus en place par des protubérances, ce qui sera décrit ultérieurement plus en détail, formées sur chacun des coussinets 23 à 26.

La disposition des coussinets 27 interposés entre, par 20 exemple, les carters 25 et 26 sera décrite ci-dessous en faisant référence aux figures 3 (a) à 4 (b) . Le carter 26 comporte sur une surface avant de celui-ci (c'est-à-dire une surface gauche, comme observé sur la figure 1) opposée au réducteur de vitesse 8 une pluralité de saillies formées: une première saillie 26a à une sixième saillie 26f, comme illustré sur la figure 3(a), qui sont orientées dans la direction axiale du démarreur 1 et s'étendent en travers du carter 26. Les coussinets 27 sont adaptés entre les sixième et première saillies 26f et 26a, entre les seconde et troisième saillies 26b et 26c et entre les quatrième et cinquième saillies 26d et 26e.

Le carter 25 comporte une pluralité de saillies formées sur une surface arrière opposée à la surface avant du carter 26: une première saillie 25a à une sixième saillie 25f, comme illustré sur la figure 3(b), qui sont orientées dans la direction axiale du démarreur 1 et s'étendent en travers du carter 25. Chacune des première, troisième et cinquième saillies 25a, 25c et 25e est, comme illustré sur la figure 4 (a) , adaptée entre le bloc principal 27a et le sous-bloc 27c de l'un des coussinets 27. La seconde saillie 25b est disposée entre les 2888291 10 première et seconde saillies 26a et 26b du carter 26. La quatrième saillie 25d est disposée entre les troisième et quatrième saillies 26c et 26d du carter 26. La sixième saillie 25f est disposée entre les cinquième et sixième saillies 26e et 26f du carter 26.

Lorsque le couple d'impact sera appliqué au carter 25 disposé dans l'état tel qu'illustré sur la figure 4(a), ceci amènera le carter 25, comme illustré sur la figure 4(b), à subir une rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre par rapport au carter 26, comme indiqué par les flèches. Ceci amène les blocs principaux 27a des coussinets 27 à être comprimés entre la sixième saillie 26f du carter 26 et la première saillie 25a du carter 25, entre la seconde saillie 26b du carter 26 et la troisième saillie 25c du carter 25, et entre la quatrième saillie 26d du carter 26 et la cinquième saillie 25e du carter 25, en absorbant de cette manière l'impact.

Lorsque l'angle relatif entre les carters 25 et 26 atteint une valeur donnée, en d'autres termes, lorsque la compressibilité des coussinets 27 (c'est-à-dire les blocs principaux 27a) atteint une valeur établie, les seconde, quatrième et sixième saillies 25b, 25d et 25f du carter 25, comme illustré sur la figure 4(b), viennent buter contre les première, troisième et cinquième saillies 26a, 26c et 26e du carter 26, en arrêtant de cette manière la rotation des carters 25 et 26 l'un par rapport à l'autre.

Les coussinets 27 sont formés et agencés dans les carters 25 et 26 pour présenter une compressibilité de 50 % ou moins lorsque les carters 25 et 26 cessent leur rotation, c'est-à-dire lorsque les seconde, quatrième et sixième saillies 25b, 25d et 25f du carter 25 sont disposées pour buter contre les première, troisième et cinquième saillies 26a, 26c et 26e du carter 26. En d'autres termes, les coussinets 27 ne subissent pas la compression pour présenter une compressibilité supérieure à 50 %.

Lorsque le couple est relâché à partir du carter 25, ceci amènera la force réactive, produite par les coussinets 27 (c'est-à-dire les blocs principaux 27a) à tourner le carter 25 dans une direction inverse (c'està-dire dans le sens inverse des aiguilles d'une montre) de la position de la figure 4(b)à la position initiale de la figure 4(a).

2888291 11 La configuration et le fonctionnement des coussinets 27 disposés entre les carters 25 et 26, comme décrit ci-dessus, sont également vrais pour les coussinets entre les carters 25 et 24 et entre les carters 24 et 23. En particulier, le carter 23 relié au pignon 11 et le carter 26 relié à l'arbre de sortie 9 sont autorisés à tourner l'un par rapport à l'autre par l'intermédiaire de la somme des angles de rotation possibles entre les carters 26 et 25, entre les carters 25 et 24 et entre les carters 24 et 23.

L'ensemble d'absorbeur de chocs 13 est conçu pour absorber un couple maximum par l'intermédiaire de la déformation du coussinet 27 qui est supérieur à un couple de démarrage maximum, produit au cours du démarrage du moteur 2, mais inférieur au couple établi du limitateur de couple 12.

Lors du fonctionnement du démarreur 1, lorsqu'il est nécessaire de démarrer le moteur 2, et que l'électroaimant 7a du commutateur électromagnétique 7 est excité par l'intermédiaire du relais de démarreur 14, ceci amènera le contact principal 6 à être fermé pour activer le moteur électrique 5, en produisant de cette manière le couple sur l'arbre d'armature 4 au moyen de la puissance électromagnétique. Le couple de l'arbre d'armature 4 est transmis à l'arbre de sortie 9 par l'intermédiaire du réducteur de vitesse 8 et au pignon 11 pour entraîner en rotation la couronne 10, en démarrant de cette manière le moteur 2. Le moteur 2 comporte habituellement une énergie d'inertie importante. Par conséquent, au moment où le couple du pignon 11 est exercé sur la couronne 10, l'impact se produira et agira sur le pignon, qui à son tour est absorbé par l'ensemble d'absorbeur de chocs 13 disposé entre le pignon 11 et l'arbre de sortie 9.

Au démarrage du moteur 2, le relais de démarreur 14 est ouvert pour désactiver l'électroaimant 7a. Ceci amène le contact principal 6 à être ouvert pour arrêter le moteur électrique 5, de sorte que l'arbre d'armature 4 est arrêté de tourner. Après le démarrage du moteur 2, la transmission du couple du moteur 2 vers le moteur électrique 5 est généralement bloquée par un embrayage unidirectionnel (non représenté) installé dans la couronne 10 pour isoler mécaniquement le démarreur 1 du moteur 2.

Si le moteur 2 est entraîné en rotation inverse lorsqu'il 40 démarre ou qu'il cale, ceci amènera un degré de couple dépassant 12 2888291 le couple de démarrage à se produire en tant qu'impact néfaste, qui agit à son tour sur les coussinets 27 de l'ensemble d'absorbeur de chocs 13 et les compresse jusqu'à ce qu'une compressibilité donnée soit atteinte. En particulier, les coussinets 27 sont déformés jusqu'à ce que l'angle relatif entre les carters 23 et 26 atteigne une valeur maximum admissible donnée, après quoi le disque rotatif 21 du limitateur de couple 12 glisse, en interrompant de cette manière la transmission de l'impact vers le moteur électrique 5.

En général, la relation du couple d'impact avec la dynamique d'un démarreur de moteur peut être modelée comme suit: É N É -jKs T max = 3011 + 1 Js Je où Tmax représente le couple d'impact, N représente une différence de vitesse entre le démarreur et le moteur (c'est-à- dire une vitesse angulaire lors de la génération du couple d'impact), Ks représente la rigidité en torsion du démarreur, Js représente le moment d'inertie du démarreur, Je représente le moment d'inertie du moteur.

L'équation ci-dessus démontre que le couple d'impact est proportionnel à une différence de vitesse entre le démarreur 1 et le moteur 2 à la racine carrée de la rigidité en torsion du démarreur 1 et déterminé en fonction du moment d'inertie du démarreur 1 et du moteur 2. Une diminution du couple d'impact est par conséquent atteinte en diminuant la différence de vitesse entre le démarreur 1 et le moteur 2, la rigidité en torsion du démarreur 1, et le moment d'inertie du démarreur 1 et du moteur 2.

Cependant, la différence de vitesse entre le démarreur 1 et le moteur 2 et le moment d'inertie du démarreur 1 et du moteur 2 dépendent habituellement des caractéristiques de démarrage ou de la taille du moteur électrique 5, de la structure d'un corps du moteur 2 comprenant des pistons ou des cylindres, et de la taille d'un volant d'inertie et de la couronne 10. Ceux-ci constituent des facteurs mécaniques de la conception de structure et des performances du démarreur 1 et du moteur 2 et ne sont pas de préférence habituellement soumis à des variations.

2888291 13 La rigidité en torsion du démarreur 1 peut être suffisamment petite pour démarrer le moteur 2 et modifiée par l'installation des coussinets 27 dans un trajet de transmission de couple s'étendant du pignon 11 au moteur électrique 5 à l'intérieur du démarreur 1 pour amortirle couple excessif, indépendamment des caractéristiques du moteur électrique du démarreur 1 et des pièces du moteur 2.

Le démarreur 1 est, tel que décrit ci-dessus, équipé de l'ensemble d'absorbeur de chocs 13 constitué de trois ensembles des coussinets 27 qui sont disposés en série le long du trajet de transmission de couple. La rigidité en torsion Ks du démarreur 1 peut être définie par l'équation suivante.

Ks= 1 + 1 + 1 +....+ 1 Ka Kb, Kb 2 Kb où Ks représente la rigidité en torsion du démarreur 1, Ka représente la rigidité en torsion du démarreur 1 à l'exception de l'ensemble d'absorbeur de chocs 13 et Kbn représente la rigidité en torsion de l'un des ensembles des coussinets 27 (n = nombre des ensembles des coussinets 27).

L'agencement en série des trois ensembles de coussinets 27 (c'est-à-dire les trois unités absorbantes) le long du trajet de transmission de couple, comme décrit ci-dessus, permet au démarreur 1 de perdre de la rigidité, ce qui résulte en une capacité largement améliorée de l'ensemble d'absorbeur de chocs 13 d'absorber l'impact. Ceci résulte également en une réduction du bruit mécanique survenant en raison des collisions des dents du pignon 11 sur celles de la couronne 10 durant un démarrage du moteur 2 et assure un fonctionnement à faible bruit du démarreur 1.

Le limitateur de couple 12, tel que décrit ci-dessus, fonctionne pour interrompre la transmission du couple d'impact dépassant le couple de démarrage du moteur 2 vers le moteur électrique 5, en protégeant donc les pièces du côté moteur telles qu'un embrayage installé dans la couronne 10 de même que le démarreur 1.

Le démarreur 1 du second mode de réalisation sera décrit ci-dessous.

La figure 5 représente les caractéristiques du moteur électrique 5 par rapport à un couple d'absorption maximum des coussinets 27.

14 2888291 L'ensemble d'absorbeur de chocs 13 du premier mode de réalisation est conçu pour déformer le coussinet 27 afin d'absorber jusqu'à un degré de couple (qui sera également appelé un couple d'absorption maximum ci-dessous) qui est supérieur à un couple de démarrage maximum, produit au cours du démarrage du moteur 2, et inférieur au couple établi du limitateur de couple 12. L'ensemble d'absorbeur de chocs 13 du second mode de réalisation est conçu pour absorber un degré de couple qui est supérieur à celui produit par le moteur électrique 5 fonctionnant à une puissance de crête, ou inférieur ou égal au couple de verrouillage du moteur électrique 5.

Le couple requis pour démarrer le moteur 2 est habituellement plus petit que le couple devant être fourni en sortie par le moteur électrique 5 fonctionnant à une puissance de crête. Le couple d'absorption maximum de l'ensemble d'absorbeur de chocs 13 de ce mode de réalisation est choisi entre le couple, produit par le moteur électrique 5 fonctionnant à une puissance de crête, et le couple de verrouillage du moteur électrique 5. Celui-ci présente sensiblement les mêmes effets que ceux du démarreur 1 du premier mode de réalisation.

Les coussinets 27 de l'ensemble d'absorbeur de chocs 13 sont, comme décrit ci-dessus, constitués de caoutchouc synthétique, mais peuvent cependant être constitués de toute autre matière élastique que du caoutchouc, telle qu'un ressort hélicoïdal de torsion.

L'ensemble d'absorbeur de chocs 13 peut en variante être disposé entre l'arbre de sortie 9 et le réducteur de vitesse 8.

Le nombre des ensembles des coussinets 27 (c'est-à-dire le nombre des unités d'absorption) de l'ensemble d'absorbeur de chocs 13 n'est pas limité à trois (3), mais peut être de deux ou quatre ou plus.

Bien que la présente invention ait été décrite en ce qui concerne les modes de réalisation préférés de manière à faciliter une meilleure compréhension de celle-ci, on devrait comprendre que l'invention peut être mise en oeuvre de diverses manières sans s'écarter du principe de l'invention. Par conséquent, l'invention devrait être comprise comme englobant tous les modes de réalisation possibles et les modifications apportées aux modes de réalisation représentés qui peuvent être 2888291 15 mises en oeuvre sans s'écarter du principe de l'invention présenté dans les revendications annexées.

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Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Démarreur à engrènement permanent (1) pour un moteur (2) comprenant.

un moteur électrique (5) fonctionnant pour produire un couple sur un arbre de sortie (4) de celui-ci, un réducteur de vitesse (8) disposé sur un trajet de transmission de couple s'étendant depuis ledit moteur électrique (5), ledit réducteur de vitesse (8) fonctionnant pour réduire une vitesse de l'arbre de sortie (4) dudit moteur électrique (5), un arbre de sortie (9) du démarreur (1) couplé à l'arbre de sortie (4) dudit moteur électrique (5) par l'intermédiaire dudit réducteur de vitesse (8) sur le trajet de transmission de couple, un pignon (11) qui est maintenu par ledit arbre de sortie (9) du démarreur (1) et placé en engrènement permanent avec une couronne (10) d'un moteur (2), ledit pignon (11) étant disposé sur le trajet de transmission de couple et tournant suite à une rotation dudit arbre de sortie (9) du démarreur (1) afin d'entraîner la couronne (10) pour démarrer le moteur (2), un ensemble d'absorbeur de chocs (13) comprenant une pluralité d'unités d'absorption disposées en série entre ledit pignon (11) et ledit réducteur de vitesse (8) sur le trajet de transmission de couple, chacune des unités d'absorption comprenant un élément de tampon (27) déformable élastiquement, lorsqu'il est soumis à un couple d'impact, chacun des éléments de tampon (27) étant déformé dans une direction autour du trajet de transmission de couple afin d'absorber le couple d'impact, et un limitateur de couple (12) disposé en amont dudit absorbeur de chocs (13) sur le trajet de transmission de couple, ledit limitateur de couple (12) fonctionnant pour interrompre la transmission du couple dépassant un couple établi dudit absorbeur de chocs (13) vers ledit moteur électrique (5), dans lequel un couple maximum devant être absorbé par une déformation de tous les éléments de tampon (27) dudit absorbeur de chocs (13) est supérieur à un couple de démarrage maximum, produit pour démarrer le moteur (2), et inférieur au couple établi dudit limitateur de couple (12), et 2888291 17 dans lequel le couple établi dudit limitateur de couple (12) est supérieur à un couple de démarrage requis pour démarrer le moteur (2).

2. Démarreur à engrènement permanent (1) selon la revendication 1, dans lequel ledit absorbeur de chocs (13) est disposé entre ledit réducteur de vitesse (8) et ledit arbre de sortie (9) du démarreur (1) ou entre ledit arbre de sortie (9) du démarreur (1) et ledit pignon (il).

3. Démarreur à engrènement permanent (1) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel chacun des éléments de tampon (27) est constitué de caoutchouc synthétique présentant une compressibilité de 50 % en utilisation.

4. Démarreur à engrènement permanent (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel ledit réducteur de vitesse (8) est mis en oeuvre par un réducteur de vitesse à train planétaire constitué d'une roue solaire (8a) installée sur l'arbre de sortie (4) dudit moteur électrique (5), d'une roue dentée interne (8b) rotative disposée sur le même axe que la roue solaire (8a), et de satellites (8c) s'engrenant avec la roue solaire (8a) et la roue dentée interne (8b), et dans lequel la roue dentée interne (8b) est empêchée de tourner par ledit limitateur de couple (12).

5. Démarreur à engrènement permanent (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le démarreur à engrènement permanent (1) est utilisé dans un système d'arrêt/redémarrage de moteur (2) automatique conçu pour arrêter ou redémarrer automatiquement le moteur (2) .

6. Démarreur à engrènement permanent (1) pour un moteur (2) comprenant.

un moteur électrique (5) fonctionnant pour produire un couple sur un arbre de sortie (4) de celui-ci, un réducteur de vitesse (8) disposé sur un trajet de transmission de couple s'étendant depuis ledit moteur électrique (5), ledit réducteur de vitesse (8) fonctionnant pour réduire 2888291 18 une vitesse de l'arbre de sortie (4) dudit moteur électrique (5), un arbre de sortie (9) du démarreur (1) couplé à l'arbre de sortie (4) dudit moteur électrique (5) par l'intermédiaire dudit réducteur de vitesse (8) sur le trajet de transmission de couple, un pignon (11) qui est retenu par ledit arbre de sortie (9) du démarreur (1) et placé en engrènement permanent avec une couronne (10) d'un moteur (2), ledit pignon (11) étant disposé sur le trajet de transmission de couple et tournant à la suite d'une rotation dudit arbre de sortie (9) du démarreur (1) pour entraîner la couronne (10) afin de démarrer le moteur (2), un ensemble d'absorbeur de chocs (13) comprenant une pluralité d'unités d'absorption disposées en série entre ledit pignon (11) et ledit réducteur de vitesse (8) sur le trajet de transmission de couple, chacune des unités d'absorption comprenant un élément de tampon (27) déformable élastiquement, lorsqu'il est soumis à un couple d'impact, chacun des éléments de tampon (27) étant déformé dans une direction autour du trajet de transmission de couple pour absorber le couple d'impact, et un limitateur de couple (12) disposé en amont dudit absorbeur de chocs (13) sur le trajet de transmission de couple, ledit limitateur de couple (12) fonctionnant pour interrompre la transmission du couple dépassant un couple établi dudit absorbeur de chocs (13) vers ledit moteur électrique (5), dans lequel un couple maximum devant être absorbé par une déformation de tous les éléments de tampon (27) dudit absorbeur de chocs (13) est plus important qu'un couple produit par ledit moteur (2) fonctionnant à une puissance de crête, et inférieur à un couple de verrouillage dudit moteur électrique (5), et dans lequel le couple établi dudit limitateur de couple (12) est plus important qu'un couple de démarrage requis pour démarrer le moteur (2).

7. Démarreur à engrènement permanent (1) selon la revendication 6, dans lequel ledit absorbeur de chocs (13) est disposé entre ledit réducteur de vitesse (8) et ledit arbre de sortie (9) du démarreur (1) ou entre ledit arbre de sortie (9) du démarreur (1) et ledit pignon (11).

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8. Démarreur à engrènement permanent (1) selon la revendication 6 ou 7, dans lequel chacun des éléments de tampon (27) est constitué de caoutchouc synthétique présentant une compressibilité de 50 % en utilisation.

9. Démarreur à engrènement permanent (1) selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, dans lequel ledit réducteur de vitesse (8) est mis en oeuvre par un réducteur de vitesse à train planétaire constitué d'une roue solaire (8a) installée sur l'arbre de sortie (4) dudit moteur électrique (5), d'une roue dentée interne (8b) rotative disposée sur le même axe que la roue solaire (8a), et de satellites (8c) s'engrenant avec la roue solaire (8a) et la roue dentée interne (8b), et où la roue dentée interne (8b)est empêchée de tourner par ledit limitateur de couple (12).

10. Démarreur à engrènement permanent (1) selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, dans lequel le démarreur à engrènement permanent (1) est utilisé dans un système d'arrêt/redémarrage de moteur (2) automatique conçu pour arrêter ou redémarrer automatiquement le moteur (2) .