FR3002290A1

FR3002290A1 - Demarreur de vehicule automobile muni d'une butee perfectionnee pour son entraineur

Info

Publication number: FR3002290A1
Application number: FR1351347A
Authority: FR
Inventors: Herve Cochard
Original assignee: Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Current assignee: Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Priority date: 2013-02-18
Filing date: 2013-02-18
Publication date: 2014-08-22
Anticipated expiration: 2033-02-18
Also published as: FR3002290B1

Abstract

L'invention porte principalement sur un démarreur (33) de véhicule automobile comportant: - un arbre d'entraîneur (32), - un entraîneur (33) mobile axialement sur l'arbre d'entraîneur (32) entre une position reculée de repos et une position avancée active pour permettre l'engrènement d'un pignon (35) du démarreur avec une roue dentée du moteur thermique du véhicule, - l'entraîneur (33) coopérant avec l'arbre d'entraîneur (32) via une liaison hélicoïdale formée par des dentures (56) portées par une périphérie interne de l'entraîneur (33) ayant une forme complémentaire avec des premières rainures (57) ménagées sur une portion de l'arbre d'entraîneur et utilisées lors d'un fonctionnement du démarreur, - une butée (63) munie de moyens d'obturation (64) d'une extrémité des premières rainures (57) de l'arbre d'entraîneur pour limiter une course de l'entraîneur (33) dans sa position avancée active. Conformément à l'invention, la butée (63) est en outre apte à assurer un guidage entre l'entraîneur (33) et l'arbre d'entraîneur dans la position avancée active.

Description

DEMARREUR DE VEHICULE AUTOMOBILE MUNI D'UNE BUTEE PERFECTIONNEE POUR SON ENTRAÎNEUR DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION L'invention porte sur un démarreur de véhicule automobile muni d'une butée perfectionnée pour son entraîneur. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, avec les véhicules équipés de la fonction d'arrêt et de redémarrage du moteur thermique qui dépend des conditions de circulation (fonction dite « stop and start » en anglais).

ETAT DE LA TECHNIQUE Comme cela est illustré sur les figures la et 1 b, un démarreur 1 de véhicule automobile comporte de manière classique un arbre d'entraîneur 2 entraînant en rotation un entraîneur 3. Cet arbre d'entraîneur 2 peut être soit l'arbre d'un moteur électrique, soit un arbre accouplé à l'arbre du moteur électrique par l'intermédiaire d'un réducteur. Cet entraîneur 3 est mobile axialement sur l'arbre d'entraîneur 2 entre une position reculée de repos et une position avancée active représentée sur les figures la et lb dans laquelle un pignon 5 engrène avec une roue dentée (non représentée) du moteur thermique du véhicule.

Les déplacements axiaux de l'entraîneur 3 sont commandés par un levier de commande 8 qui est articulé autour d'un axe transversal et dont deux doigts parallèles coopèrent avec un manchon d'entraînement 10 de l'entraîneur. Ce manchon d'entraînement 10 est relié à un corps principal 12 du pignon 5 par un dispositif à roue libre 13 à galets afin d'éviter une rotation du moteur en sens inverse lors du démarrage du moteur thermique. L'entraîneur 3 coopère avec l'arbre d'entraîneur 2 via une liaison hélicoïdale 15. Cette liaison 15 est formée par des dentures 18 et des rainures 19 correspondantes réparties angulairement de manière régulière respectivement sur une paroi cylindrique interne de l'entraîneur 3 et sur une portion de l'arbre d'entraîneur 2.

Le démarreur 1 comporte en outre une butée 23 pour limiter la course axiale de l'entraîneur 3 dans sa position avancée active. Cette butée 23 comporte à cet effet des moyens d'obturation d'une extrémité des rainures 19 à l'intérieur desquelles les dentures 18 du manchon 10 coulissent lors du déplacement de l'entraîneur 5 vers la position avancée active. L'inconvénient d'un tel agencement est qu'il existe un jeu radial J important entre la périphérie interne de l'entraîneur 3 et la périphérie externe de la butée 23 lorsque l'entraîneur 3 est en position avancée active, comme cela est bien visible sur la figure lb. Un tel jeu J entraîne des mouvements relatifs parasites entre les pièces et en particulier un degré élevé de rotulage entre l'entraîneur 3 et l'arbre d'entraîneur 2. Or, les alternateurs de véhicules équipés de la fonction "stop and start" devant supporter un très grand nombre de cycles de fonctionnement, il est 15 nécessaire de réduire au maximum ces mouvements parasites qui engendrent une usure prématurée des pièces du démarreur 1. OBJET DE L'INVENTION L'invention vise à répondre à ce besoin en proposant un démarreur de véhicule automobile comportant: 20 - un arbre d'entraîneur, - un entraîneur mobile axialement sur l'arbre d'entraîneur entre une position reculée de repos et une position avancée active pour permettre l'engrènement d'un pignon du démarreur avec une roue dentée du moteur thermique du véhicule, 25 - l'entraîneur coopérant avec l'arbre d'entraîneur via une liaison hélicoïdale formée par des dentures portées par une périphérie interne de l'entraîneur ayant une forme complémentaire avec des premières rainures ménagées sur une portion de l'arbre d'entraîneur et utilisées lors d'un fonctionnement du démarreur, 30 - une butée munie de moyens d'obturation d'une extrémité des premières rainures de l'arbre d'entraîneur pour limiter une course de l'entraîneur dans sa position avancée active, caractérisé en ce que cette butée est en outre apte à assurer un guidage entre l'entraîneur et l'arbre d'entraîneur dans la position avancée active. Ainsi, contrairement à un démarreur de l'état de la technique dans lequel le guidage est assuré par la liaison hélicoïdale, c'est la butée qui assure le guidage entre l'entraîneur et l'arbre d'entraîneur dans la position avancée active. L'invention permet ainsi de limiter grandement, voire de supprimer, les mouvements relatifs parasites entre l'entraîneur et l'arbre, et donc d'augmenter la durée de vie du démarreur. Par assurer un guidage, on entend le fait que la butée et le diamètre interne de l'entraîneur sont dimensionnés pour que la butée entre en contact radialement avec une portion de l'entraîneur mobile pour servir de butée de l'angle de rotulage possible entre l'entraîneur et l'arbre. L'entraîneur et l'arbre ont un angle de rotulage qui est fonction de la longueur et du jeu des cannelures hélicoidales de l'entraîneur et de l'arbre. La butée à pour rôle de diminuer cet angle de rotulage en servant de butée d'angle de rotulage. Dans l'art antérieur, la butée servait uniquement de butée axiale entre l'entraîneur et l'arbre, et l'angle de rotulage entre l'entraîneur et l'arbre etait uniquement dépendant de la longueur et du jeu entre les cannelures hélicoîdales de l'arbre et de l'entraîneur. Dans l'invention, la butée et une portion de l'entraîneur sont dimensionnées de façon à ce qu'elles entre en contact radialement de façon à diminuer (servir de butée) l'angle de rotulage entre l'entraîneur et l'arbre. Ainsi, l'invention permet de mieux guider l'entraîneur sur l'arbre d'entraînement afin de diminuer une usure prématurée des pièces ainsi que de diminuer le bruit du démarreur. Selon une réalisation, le démarreur comporte une bague annulaire positionnée entre une périphérie externe de la butée et une périphérie interne de l'entraîneur en sorte que l'entraîneur est en appui sur la butée via la bague annulaire lorsque l'entraîneur est dans la position avancée active.

Selon une réalisation, l'entraîneur présente un diamètre interne tel que l'entraîneur est en appui direct sur la butée lorsque l'entraîneur est dans la position avancée active. Selon une réalisation, afin de maximiser la surface de contact entre l'entraîneur et l'arbre d'entraîneur, la butée présente une longueur telle qu'une face radiale d'extrémité de la butée se situe sensiblement au ras d'une face radiale correspondante de l'entraîneur lorsque ce dernier est dans la position avancée active. Selon une réalisation, la butée présente une longueur de l'ordre de 3.5mm pour un démarreur. Selon une réalisation, la butée comporte en outre des rainures situées dans un prolongement de deuxièmes rainures que comporte l'arbre d'entraîneur pour permettre un montage de l'entraîneur sur l'arbre d'entraîneur. Selon une réalisation, les rainures de l'arbre d'entraîneur sont formées dans un collet radial porté par ledit arbre d'entraîneur. Selon une réalisation, la butée est intégrée à l'arbre d'entraîneur. Selon une réalisation, la butée est rapportée par rapport à l'arbre d'entraîneur. Selon une réalisation, la butée a un diamètre externe supérieur ou égal à un diamètre extérieur de la portion de l'arbre d'entraîneur dans laquelle sont ménagées les rainures. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. Les figures la et 1 b, déjà décrites, montrent respectivement une vue en coupe latérale et une vue de face de la partie avant d'un démarreur selon l'état de la technique en position avancée active; Les figures 2a et 2b montrent respectivement une vue en coupe latérale et une vue de face de la partie avant d'un démarreur selon l'invention en position avancée active; La figure 3 représente une vue en perspective de l'arbre d'entraîneur comportant la butée perfectionnée du démarreur selon l'invention; La figure 4 est une vue en perspective montrant le positionnement de la butée par rapport à l'entraîneur lorsque ce dernier est en position avancée active. Les éléments identiques, similaires, ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre. DESCRIPTION D'EXEMPLES DE REALISATION DE L'INVENTION On a représenté sur les figures 2a et 2b la partie avant d'un démarreur 30 pour véhicule automobile selon l'invention. Dans la suite de la description, on utilisera une orientation axiale d'arrière en avant correspondant à une orientation de gauche à droite sur la figure 2a. Un tel démarreur 30 comporte, à l'intérieur d'un carter 31, un arbre d'entraîneur 32 d'axe X destiné à entraîner en rotation un entraîneur 33. Cet arbre d'entraîneur 2 peut être soit l'arbre d'un moteur électrique du démarreur, soit un arbre accouplé à l'arbre du moteur électrique par l'intermédiaire d'un réducteur.

L'entraîneur 33 est monté coulissant sur l'extrémité avant de l'arbre 32 entre une position reculée de repos et une position avancée active représentée sur les figures 2a, 2b et 4 dans laquelle un pignon 35 engrène avec une roue dentée (non représentée) d'un moteur thermique du véhicule. Les déplacements axiaux de l'entraîneur 33 sont commandés par un levier de commande 37 qui est articulé autour d'un axe transversal et dont deux doigts parallèles coopèrent avec un manchon d'entraînement 38 de l'entraîneur. Ce manchon 38 est relié à un corps principal 40 du pignon 35 par un dispositif à roue libre 44 du type à galets. En l'occurrence, le manchon d'entraînement 38 est solidaire à l'avant d'un flasque 46 d'orientation transversale par rapport à l'axe X de l'arbre 32. Ce flasque 46 est solidaire à sa périphérie externe d'une douille 48 d'orientation axiale pour formation d'une cage de réception de galets 50. Par ailleurs, le corps 40 portant les dents du pignon 35 est prolongé vers l'arrière pour former la piste interne de la roue libre 44.

L'entraîneur 33 est lié en rotation avec l'arbre d'entraîneur 32 via une liaison hélicoïdale 55. Cette liaison 55 est formée par des dentures 56 et des rainures 57, 58 correspondantes réparties angulairement de manière régulière respectivement sur une paroi cylindrique interne de l'entraîneur 33 et dans un collet radial 60 s'étendant sur une portion de l'arbre d'entraîneur 32. Ainsi, lorsque le pignon 35 est engrené sur la roue dentée du moteur thermique et lorsque ledit moteur thermique acquiert une vitesse telle qu'il tend à provoquer une accélération de l'entraîneur 33 par rapport à la vitesse nominale du moteur électrique du démarreur 30, la liaison hélicoïdale 55 facilite le retour de l'entraîneur 33 vers sa position reculée de repos.

Plus précisément, le manchon d'entraînement 38 comporte, à son extrémité axiale arrière, les dentures 56 formées en relief, radialement vers l'intérieur, sur une surface cylindrique interne. Comme cela est bien visible sur la figure 3, l'arbre 32 comporte des premières rainures 57 formées en creux dans le collet radial 60. Ces premières rainures 57 sont destinées à recevoir les dentures 56 du manchon d'entraînement qui coulissent à l'intérieur lorsque l'entraîneur 33 passe d'une position à une autre au cours de son fonctionnement. Ces premières rainures 57 sont obturées du côté de leur extrémité avant par une butée 63 axiale décrite plus en détails ci-après. L'arbre d'entraîneur 32 comporte également des deuxièmes rainures 58 formées en creux dans le collet 60 qui sont débouchantes du côté de leurs deux extrémités pour permettre le montage de l'entraîneur 33 sur l'arbre 32. En effet, lors du montage, on fait coulisser l'entraîneur 33 vers l'arrière via les rainures de montage 58 jusqu'à ce que les dentures 56 sortent desdites rainures 58, puis l'entraîneur 33 est décalé angulairement de manière que ses dentures 56 coopèrent avec les premières rainures 57. Autrement dit, l'arbre d'entraîneur 32 est pourvu de deux fois plus de rainures 57, 58 que l'entraîneur 33 ne comporte de dentures 56, lesquelles sont deux fois plus espacées angulairement que les rainures 57, 58 de l'arbre si bien que, en fonctionnement, seule une rainure sur deux de l'arbre 32 est utilisée et reçoit une denture 56 de l'entraîneur 33. Le démarreur 30 comporte également la butée 63 pour limiter la course axiale de l'entraîneur 33 en position avancée. A cet effet, comme cela est bien visible sur la figure 3, la butée 63 comporte des moyens d'obturation 64 des premières rainures 57 du collet 60 constitués par des saillies radiales situées en regard des extrémités avant des premières rainures 57. La butée 63 comporte en outre des rainures 67 formées en creux à sa périphérie externe et situées dans un prolongement des rainures de montage 58 pour permettre le montage de l'entraîneur 33 sur l'arbre d'entraîneur 32 de la manière précitée. Il existe ainsi sur la circonférence de la butée 63 une alternance de saillies 64 et de rainures 67. Cette butée 63 a un diamètre externe supérieur au diamètre extérieur de la portion de l'arbre 32 dans laquelle sont ménagées les rainures 57, c'est-à-dire un diamètre externe supérieur au diamètre extérieur du collet radial 60. De cette manière l'entraîneur peut être monté sur l'arbre d'entraînement en insérant l'entraîneur par la partie avant de l'arbre d'entraînement, c'est-à-dire la partie sur lequel est monté le pignon. Selon un mode de réalisation préféré, la butée 63 a un diamètre extérieur égal au diamètre extérieur de la portion de l'arbre. Ce mode de réalisation peut être ainsi conçu en une seule passe, par usinage ou/et par presse. Dans ce cas la butée et la portion à cannelure en un monobloc avec l'arbre. Le démarreur 30 comporte en outre une bague 70 annulaire d'orientation axiale apte à coulisser axialement sur la butée 63. Cette bague 70 est positionnée entre une périphérie externe de la butée 63 et une périphérie interne du manchon d'entraînement 38 lorsque l'entraîneur 33 est dans la position avancée active en sorte que l'entraîneur 33 est en appui sur la butée 63 via la bague 70. Comme cela est bien visible sur la figure 2b et la figure 4, la bague 70 permet ainsi de combler le jeu radial J entre la périphérie externe de la butée 63 et la périphérie interne de l'entraîneur 33 lorsque ce dernier est dans la position avancée active pour obtenir un jeu quasi-nul. On limite ainsi grandement les mouvements relatifs parasites entre l'entraîneur 33 et l'arbre 32. Par jeu "quasi-nul", on entend un jeu dans une plage de 0,150 à 0,1mm au rayon et de préférence entre 0,132mm et 0,09 de millimètre au rayon, par exemple 0,125mm au rayon. La butée 63 présente en outre de préférence une longueur L1 supérieure à celle de la butée de l'état de l'art afin de maximiser la surface de contact entre l'entraîneur 33 et l'arbre d'entraîneur 32. On garantit ainsi un guidage optimal de l'entraîneur 33 lorsque celui-ci avance vers la position avancée active. Avantageusement, cette longueur L1 est telle qu'une face radiale d'extrémité de la butée 63 se situe sensiblement au ras de la face radiale d'extrémité correspondante de l'entraîneur 33 située du côté de la cage à galets lorsque ce dernier est dans la position avancée active, comme cela est bien visible sur la figure 4. Dans un exemple de réalisation non limitatif, la butée 63 présente une longueur L1 de l'ordre de 3.5mm +ou- 0,5 mm pour un démarreur pour un jeu de 0, 125 mm + ou - à 0,01mm de rayon entre l'entraîneur et l'arbre d'entraînement du démarreur. La butée 63 pourrait également légèrement dépasser par rapport à la face radiale d'extrémité de l'entraîneur 33 lorsque ce dernier est dans la position avancée active. Il faut toutefois éviter que la butée 63 gène l'implantation du 20 corps 40 du pignon 35. De préférence, la butée 63 est intégrée à l'arbre d'entraîneur 32. En variante, cette butée 63 est rapportée par rapport à l'arbre d'entraîneur 32. Bien entendu, l'homme du métier pourra apporter des modifications au démarreur 30 précédemment décrit sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, 25 dans un autre mode de réalisation, l'entraîneur 33 est dépourvu de bague 70. Dans ce cas, le manchon d'entraînement 38 présente un diamètre interne tel que l'entraîneur 33 est en appui direct sur la butée 63 de l'arbre lanceur lorsque l'entraîneur 33 est dans la position avancée active. Le jeu radial entre une périphérie interne du manchon 38 et une périphérie externe de la 30 butée 63 est alors quasi-nul lorsque l'entraîneur 33 est dans la position avancée active. Dans tous les cas, la butée 63 assure un guidage entre l'entraîneur 33 et l'arbre d'entraîneur 32 vers la position avancée active.

Claims

REVENDICATIONS1. Démarreur (33) de véhicule automobile comportant: - un arbre d'entraîneur (32), - un entraîneur (33) mobile axialement sur l'arbre d'entraîneur (32) entre une position reculée de repos et une position avancée active pour permettre l'engrènement d'un pignon (35) du démarreur avec une roue dentée du moteur thermique du véhicule, - l'entraîneur (33) coopérant avec l'arbre d'entraîneur (32) via une liaison hélicoïdale formée par des dentures (56) portées par une périphérie interne de l'entraîneur (33) ayant une forme complémentaire avec des premières rainures (57) ménagées sur une portion de l'arbre d'entraîneur et utilisées lors d'un fonctionnement du démarreur, - une butée (63) munie de moyens d'obturation (64) d'une extrémité des premières rainures (57) de l'arbre d'entraîneur pour limiter une course de l'entraîneur (33) dans sa position avancée active, caractérisé en ce que cette butée (63) est en outre apte à assurer un guidage entre l'entraîneur (33) et l'arbre d'entraîneur dans la position avancée active.
2. Démarreur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une bague (70) annulaire positionnée entre une périphérie externe de la butée (63) et une périphérie interne de l'entraîneur (33) en sorte que l'entraîneur (33) est en appui sur la butée (63) via la bague (70) annulaire lorsque l'entraîneur (33) est dans la position avancée active.
3. Démarreur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'entraîneur (33) présente un diamètre interne tel que l'entraîneur (33) est en 25 appui direct sur la butée (63) lorsque l'entraîneur (33) est dans la position avancée active.
4. Démarreur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la butée (63) présente une longueur (L1) telle qu'une face radiale d'extrémité de la butée (63) se situe sensiblement au ras d'une face radiale 30 correspondante de l'entraîneur (33) lorsque ce dernier est dans la position avancée active.
5. Démarreur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la butée (63) présente une longueur (L1) de l'ordre de 3.5mm +ou- 0,5 mm pour un jeu de 0, 125 mm + ou - à 0,01mm de rayon entre l'entraîneur et l'arbre d'entraînement du démarreur.
6. Démarreur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la butée (63) comporte en outre des rainures (67) situées dans un prolongement de deuxièmes rainures (58) que comporte l'arbre d'entraîneur (32) pour permettre un montage de l'entraîneur sur l'arbre d'entraîneur (32).
7. Démarreur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce 10 que les rainures de l'arbre d'entraîneur (32) sont formées dans un collet radial (60) porté par ledit arbre d'entraîneur (32).
8. Démarreur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la butée (63) est intégrée à l'arbre d'entraîneur (32).
9. Démarreur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce 15 que la butée (63) est rapportée par rapport à l'arbre d'entraîneur (32).
10. Démarreur selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la butée (63) a un diamètre externe supérieur ou égal à un diamètre extérieur de la portion de l'arbre d'entraîneur (32) dans laquelle sont ménagées les rainures (57). 20