FR3077848A1 - Pignon de demarreur de vehicule automobile a performances acoustiques ameliorees - Google Patents

Abstract

L'invention porte principalement sur un démarreur pour véhicule automobile comprenant un pignon (31) comportant une pluralité de dents (42), chaque dent (42) ayant un flanc menant (51) et un flanc mené (52), caractérisé en ce que ledit pignon (31) étant défini par un module ayant une valeur comprise entre 2,544mm et 2,557mm pour s'accoupler avec une couronne ayant un module de 2,54mm ou un module ayant une valeur comprise entre 2,12mm et 2,123mm pour s'accoupler avec une couronne ayant un module pour l'ensemble de ces dents de 2,11667mm.

Description

PIGNON DE DÉMARREUR DE VÉHICULE AUTOMOBILE À PERFORMANCES ACOUSTIQUES AMÉLIORÉES

La présente invention porte sur un pignon de démarreur de véhicule automobile à performances acoustiques améliorées.

Afin de démarrer un moteur à combustion interne, notamment d'un véhicule automobile, il est connu d'utiliser une machine électrique tournante sous la forme d’un démarreur pourvu d'un lanceur capable de transmettre une énergie de rotation du démarreur à un vilebrequin du moteur thermique par l'intermédiaire d'une couronne de démarrage.

A cet effet, le lanceur est monté mobile en translation sur un arbre d'entraînement entre une position de repos dans laquelle les dents d'un pignon d'entraînement sont dégagées des dents de la couronne de démarrage, et une position d'activation dans laquelle les dents du pignon d'entraînement engrènent avec des dents de la couronne de démarrage.

De façon connue en soi, le pignon d'entraînement et la couronne du moteur présentent des flancs ayant un profil de courbure en développant de cercle. Cette forme géométrique est nécessaire pour garantir une transmission efficace de l'élément menant vers l'élément mené.

La robustesse des dents du pignon ainsi qu'un entraînement silencieux nécessitent de maîtriser la précision de la courbure des flancs du pignon dans la zone d'engrènement afin d'éviter les chocs qui sont à l'origine de bruit et de vibrations. Toutefois, il existe une dispersion en sorte que le terme fHalpha correspondant à un écart entre le profil réel et le profil théorique attendu peut être négatif ou positif.

La demanderesse a mis en évidence que les pignons ayant des dents à fHalpha positif, c'est à dire des dents localement plus épaisses, présentent des performances acoustiques meilleures que les pignons à fHalpha négatif. Cela est notamment dû à la déformation élastique de la dent sous la charge créant ainsi une variation de profil par rapport au profil théorique optimal.

Enfin il est connu d’utiliser des pignons avec des modules de 2,117mm (en réalité 2,11667mm) et des modules de 2,54mm qui sont des modules normalisés et afin d’éviter un coût très élevé, la tolérance de fabrication est de 3 micromètres de tolérance pour une dent sur le module soit un module réel compris entre 2,537 mm et 2,543mm pour un module de 2,54mm théorique pour une dent et un module réel compris entre 2,114mm et 2,12mm pour une dent. Autrement dit, une dent peut avoir un module de 2,537mm et la dent voisine de 2,543mm sachant que statistiquement l’ensemble des dents sont très proche du module de 2,54mm. Le pignon a donc une moyenne de module quand on parle de moyenne de module de 2,54mm + ou - 1 micromètre statistiquement sur l’ensemble de ces dents. On entend par module du pignon, la moyenne des valeurs de module mesurées sur chacune des dents du pignon. L'invention vise à définir une configuration optimale de pignon.

A cet effet, l'invention a pour objet un démarreur pour véhicule automobile comprenant un pignon ayant un axe et comportant une pluralité de dents, chaque dent ayant un flanc menant et un flanc mené, ledit pignon étant défini par un module ayant une valeur comprise entre 2,544mm et 2,557mm pour s’accoupler avec une couronne d’un moteur thermique définie par un module de 2,54mm ou ledit pignon étant défini par un module ayant une valeur comprise entre 2,120mm et 2,123mm pour s’accoupler avec une couronne d’un moteur thermique définie par un module de 2,11667mm. Bien entendu, une tolérance de + ou - 1 micromètre pour le module du pignon s’applique aussi pour ce pignon de démarreur.

On a remarqué en effet qu’au-delà de 2,559 mm pour le module d’un pignon, le pignon produisait plus de bruit et de vibration que pour un pignon de l’art antérieur ayant un module de 2,54mm.

Selon un mode de réalisation, la valeur du module du pignon est située entre 2,544mm et 2,556mm pour un module de couronne de 2,54mm. En effet, audelà de 2,556mm certaines harmoniques ont un niveau sonore qui augmente.

Autrement dit, le pignon est défini par un module ayant une valeur comprise entre 1.0012 et 1,0066 fois la valeur de la couronne. Ainsi le pignon permet de réduire le bruit.

Selon un mode de réalisation, la valeur du module du pignon est comprise entre 2,551mm et 2,556mm. Cette plage à l’avantage d’avoir une diminution notable du niveau sonore à la fréquence d’engrènement qui est difficile à atténuer pour un pignon engrené dans une couronne ayant une valeur de module de 2,54mm.

L'invention permet ainsi, grâce à ce module de pignon plus grand que le module de la couronne, de réaliser moins de bruits.

L’invention a aussi pour objet un ensemble comprenant une couronne de démarrage et un pignon le module du pignon étant différent du module de la couronne d’au moins 4 micromètres et inférieur à 16 micromètres.

Selon un exemple, la couronne est engrenée avec le pignon.

Ainsi, contrairement aux règles de l’art connu qui consiste à mettre le même module, on s’est rendu compte qu’un pignon ayant un module différent de celui de la couronne et donc un pas différent entre la couronne et le pignon ce qui est contraire aux règles de l’art permettait d’engendrer moins de bruit.

Selon un exemple de l’objet un ensemble ou de l’objet un démarreur, le pignon comprend sur chaque dent, une tête et un pied de dent, et en ce que la tête de chaque dent comprend au moins une épaisseur plus importante d’au moins 60 à 1430 micromètres que si le pignon avait un module d’une valeur de 2,54mm, ou une épaisseur plus importante d’au moins 30 à 80 micromètres que si le pignon avait un module ayant une valeur de 2,12mm.

L’invention a aussi pour objet un démarreur pour véhicule automobile comprenant un pignon comportant une pluralité de dents, chaque dent ayant un flanc menant et un flanc mené, caractérisé en ce que ledit pignon étant défini par un module ayant une valeur comprise entre 2,5mm et 2,54mm, au moins 80% des dents dudit pignon comportent un flanc menant ayant une correction de profil tel que le résultat de mesure fHalpha est positif compris entre 30 et 65 micromètres ou ledit pignon étant défini par un module ayant une valeur de 2,12mm, au moins 80% des dents dudit pignon comportent un flanc menant ayant une correction de profil tel que le résultat de mesure fHalpha est positif compris entre 15 et 40 micromètres.

Selon une réalisation, le flanc menant des 80% des dents comprend une partie basse et une partie haute, la partie basse rejoignant une partie basse d’un flanc mené d’une autre dent et la partie haute du flanc est reliée à une autre partie haute du flanc menée de la même dent, et en ce que la partie haute du flanc menant comprend le fHalpha positif compris entre 30 et 65 micromètres pour un module ayant une valeur comprise entre 2,5mm et 2,54mm, ou le fHalpha positif compris entre 15 et 40 micromètres pour un module ayant une valeur de 2,12mm. D’autre part, le fHalpha de la partie basse du flanc menant est compris entre -25 micromètres et +7 micromètres. Selon un exemple particulier, l’écart du fHalpha entre la partie haute du flanc menant et la partie basse du flanc menant est entre 30 et 40 micromètres.

Cela permet d’avoir une dent plus solide à la base de la dent (partie basse) tout en ayant résolu le problème du bruit avec la partie haute.

Le point de liaison de la partie basse appelée aussi Dedendum à la partie haute appelée aussi Addendum du flanc est défini par le diamètre de référence qui est égal au produit du module par le nombre de dents du pignon.

Selon une autre réalisation que la précédente, la partie basse et la partie haute ont un fHalpha positive compris entre 30 et 70 micromètres pour un module ayant une valeur comprise entre 2,5mm et 2,54mm, ou un fHalpha positif compris entre 15 et 40 micromètres pour un module ayant une valeur de 2,12mm.

L’intérêt est d’avoir un outil plus simple à réaliser et donc moins cher car il suffit de basculer le profil de l’outil, c’est-à-dire changer l’angle de pression sur toute la longueur de l’outil. Contrairement à la précédente réalisation qui nécessite un outil complexe à double pente.

Selon une réalisation, le flanc menant des dents du pignon défini par un module ayant une valeur comprise entre 2,5mm et 2,54mm possède un fHalpha positif compris entre 40 et 50 micromètres.

Selon une réalisation, la totalité des dents du pignon défini par un module ayant une valeur comprise entre 2,5mm et 2,54mm comportent un flanc menant ayant un fHalpha positif compris entre 30 et 65 micromètres et avantageusement entre 40 et 50 micromètres.

Selon une réalisation des différents objets décrits précédemment, le démarreur comprend un arbre d’entrainement et un lanceur monté mobile en translation sur l’arbre d’entraînement du démarreur par le biais de cannelure hélicoïdale et en ce que le pignon est monté solidaire en rotation sur un arbre de sortie du lanceur.

Selon un exemple de ce mode de réalisation, le pignon est monté coulissant axialement sur l’arbre de sortie du lanceur et en ce qu’un ressort est monté entre le pignon et un épaulement de l’arbre de sortie du lanceur. Cette configuration permet d’atténuer le choc entre le pignon et la couronne et permet en outre d’augmenter la vitesse d’engrènement du pignon dans la couronne. On a remarqué que le ressort permet en plus de permettre au pignon de rentrer plus facilement dans une couronne tournante de diminuer le bruit du pignon engrené dans la couronne en amortissant des vibrations axiales du pignon dans la couronne.

Selon une réalisation des différents objets décrits précédemment, chaque dent comprend une face d’entrée comprenant un biseautage.

Selon une réalisation des différents objets décrits précédemment, ledit pignon est de type fritté.

Selon une réalisation des différents objets décrits précédemment, ledit pignon a subi un traitement par cémentation.

Selon une réalisation des différents objets décrits précédemment, ledit pignon est obtenu par frappe à froid.

Selon une réalisation des différents objets décrits précédemment, ledit démarreur comporte un arbre d’entrainement et un ensemble lanceur monté mobile en translation sur l’arbre d'entraînement.

Selon une réalisation des différents objets décrits précédemment, ledit démarreur comporte un contacteur apte à actionner un levier de commande pour déplacer ledit ensemble lanceur par rapport à l'arbre d'entraînement entre une première position dans laquelle l'ensemble lanceur entraîne le moteur thermique par l'intermédiaire du pignon d'entrainement, et une deuxième position dans laquelle ledit pignon d'entraînement est désengagé de la couronne de démarrage du moteur thermique.

Selon une réalisation des différents objets décrits précédemment, ledit démarreur comporte un réducteur de vitesse interposé entre un arbre de rotor d'une machine électrique et ledit arbre d'entraînement.

Selon une réalisation des différents objets décrits précédemment, un rapport de conduite égal à une longueur de ligne d'action divisé par un pas de base est supérieur ou égal à 1,5 et en ce qu'une épaisseur de tête de dent est supérieure ou égale à 0,2 fois le module dudit pignon pour au moins 80% des dents dudit pignon.

Selon un exemple de ce mode de réalisation, la longueur de la ligne d'action est d'au moins 12,61mm pour un pignon qui doit s’engrener dans une couronne ayant un module valant 2,54mm.

Selon un exemple de ce mode de réalisation, le rapport de conduite peut valoir 1,5.

L’invention a aussi pour objet un démarreur ayant un pignon comprenant un module du pignon compris entre 1,0012 et 1,0066 fois plus grand que celui d’une couronne du moteur thermique. Ainsi le pignon permet de réduire le bruit.

Selon un autre objet, l’invention concerne aussi une machine électrique réversible pouvant avoir la fonction de démarreur, la fonction d’aide au couple du moteur thermique et une fonction d’alternateur et en ce qu’il comprend un pignon ayant un module du pignon compris entre 1,0012 et

1,0066 fois plus grand que le module du pignon ou couronne couplé au moteur thermique destiné à être engrené avec le pignon de la machine électrique. Ainsi le pignon permet de réduire le bruit.

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.

La figure 1 est une représentation schématique de côté d'un démarreur de moteur thermique selon la présente invention ;

La figure 2 est une vue en perspective d'un pignon selon la présente invention ;

La figure 3 est une vue en perspective partielle d'un pignon selon la présente invention illustrant la forme biseautée réalisée sur la face d'entrée des dents;

La figure 4 représente les niveaux de bruit mesurés lors d'une phase de démarrage du moteur thermique pour des pignons ayant un module compris entre 2,5mm et 2,54mm et un flanc menant ayant un fHalpha valant respectivement 20 micromètres, 40 micromètres, et 65 micromètres;

La figure 5 représente les niveaux de bruit mesurés lors d'une phase de démarrage du moteur thermique pour des pignons ayant un module de 2,12 comportant un flanc menant ayant un fHalpha valant respectivement 0 micromètres, 15 micromètres, et 36 micromètres;

La figure 6 est une représentation schématique de la zone d'engrènement entre le pignon du démarreur et la couronne de démarrage illustrant la longueur de ligne d'action et le pas de base utilisés pour définir un rapport de conduite optimum entre le pignon et la couronne de démarrage.

La figure 7 représente un graphique représentant des mesures d’un démarreur ayant eu différent pignon ayant différent module engrené dans une couronne.

Les éléments identiques, similaires ou analogues conservent les mêmes références d’une figure à l’autre.

On a représenté schématiquement sur la figure 1 un démarreur 10 pour moteur thermique de véhicule automobile. Ce démarreur 10 à courant continu comprend, d'une part, un rotor 12, encore appelé induit, pouvant tourner autour d'un axe X, et d'autre part, un stator 13, encore appelé inducteur, positionné autour du rotor 12.

Ce stator 13 comporte une culasse portant un ensemble d'aimants permanents 15 destinés à produire un champ inducteur. Les aimants permanents 15 sont conformés selon des segments cylindriques, en étant angulairement répartis à intervalles réguliers à l'intérieur de la culasse. En variante, les pôles du stator 13 sont formés par des bobines.

Le rotor 12 comporte un corps de rotor 17 et un bobinage 18 enroulé dans des encoches du corps de rotor 17. Le corps de rotor 17 consiste en un paquet de tôles présentant des encoches longitudinales 26. Pour former le bobinage 18, des fils conducteurs en forme d'épingle 21 sont enfilés à l’intérieur des encoches 26 généralement sur deux couches distinctes. Le bobinage 18 forme, de part et d'autre du corps de rotor 17, des chignons 19.

Le rotor 12 est pourvu, à l'arrière, d'un collecteur 22 comprenant une pluralité de pièces de contact connectées électriquement aux éléments conducteurs du bobinage 18, formés dans l'exemple considéré par les épingles 21.

Un groupe de balais 23 et 24 est prévu pour l'alimentation électrique du bobinage 18, l'un des balais 23 étant relié à la masse du démarreur 10 et un autre des balais 24 étant relié à une borne électrique 25 d'un contacteur 27.

Les balais 23 et 24 viennent frotter sur le collecteur 22 lorsque le rotor 12 est en rotation, permettant l'alimentation du rotor 12 par commutation du courant électrique dans des sections du rotor 12.

Le contacteur 27 comprend, outre la borne 25 reliée au balai 24, une borne 39 reliée, via un élément de liaison électrique, à une alimentation électrique du véhicule, notamment une batterie.

Le démarreur 10 comporte en outre un ensemble lanceur 29 monté mobile en translation sur un arbre d'entraînement 28 et pouvant être entraîné en rotation autour de l'axe X par le rotor 12.

Un réducteur de vitesses 30 est interposé entre un arbre du rotor 12 et l'arbre d'entraînement 28. L'ensemble lanceur 29 comporte un élément d'entraînement formé par un pignon 31 et destiné à s'engager sur un organe d'entraînement du moteur thermique, tel qu'une couronne de démarrage 45.

L'ensemble lanceur 29 comprend en outre une roue libre 32 et une rondelle 33 définissant entre elles une gorge 34 pour recevoir l'extrémité 35 d'un levier de commande 37. Le levier de commande 37 est actionné par le contacteur 27 pour déplacer l'ensemble lanceur 29 par rapport à l'arbre d'entraînement 28, suivant l'axe X, entre une première position dans laquelle l'ensemble lanceur 29 entraîne le moteur thermique par l'intermédiaire du pignon d'entrainement 31, et une deuxième position dans laquelle le pignon d'entraînement 31 est désengagé de la couronne de démarrage 45 du moteur thermique. Lors de l'activation du contacteur 27, une plaque de contact interne (non représentée) permet d'établir une connexion entre les bornes 25 et 39 afin de mettre sous tension le moteur électrique. Cette connexion sera coupée lors de la désactivation du contacteur 27.

L’ensemble lanceur 29 comprend un arbre de sortie ayant à une extrémité le pignon d’entrainement 31 et ayant à son autre extrémité la sortie de la roue libre 32. L’ensemble lanceur 29, appelé aussi lanceur 29, comprend en outre un entraîneur ayant à une de ses extrémité une piste d’entrée de la roue libre 32 sur lequel roule les rouleaux et a une ouverture comprenant des cannelures hélicoïdales montées sur des cannelures hélicoïdales de l’arbre d’entrainement 28 du démarreur.

L’entraîneur du lanceur est donc mobile par rapport à l’arbre d’entraînement en translation et légèrement en rotation suivant les rainures hélicoïdales par rapport et est solidaire en rotation en butée contre une butée axiale de l’arbre d’entrainement.

Selon un autre exemple, le lanceur ne comprend pas de roue libre, dans ce cas la roue libre est fixe et en ce que la sortie de la roue libre est l’arbre d’entrainement. Dans ce cas, l’entraîneur du lanceur peut être directement l’arbre de sortie du pignon.

Le pignon peut être rapporté en étant monté serré sur l’arbre de sortie ou issue de matière de l’arbre de sortie.

Selon un autre exemple non représenté, le pignon 31 est monté coulissant axialement sur l’arbre de sortie du lanceur 29 (comprenant ou dépourvue d’une roue libre 32) mais solidaire en rotation de l’arbre de sortie du lanceur et en ce qu’un ressort est monté entre le pignon 31 et un épaulement de l’arbre de sortie du lanceur 32. Cette configuration permet d’atténuer le choc entre le pignon et la couronne et permet en outre d’augmenter la vitesse d’engrènement du pignon 31 dans la couronne 45. On a remarqué que le ressort permet en plus de permettre au pignon 31 de rentrer plus facilement dans une couronne tournante 45 de diminuer le bruit du pignon 31 engrené dans la couronne 45 en amortissant des vibrations axiales du pignon 31 dans la couronne 45.

La figure 2 montre le pignon 31 d'axe Y destiné à engrener avec la couronne de démarrage 45 du moteur thermique. Ce pignon 31 comporte un corps 41 de forme globalement annulaire muni de dents 42 sur sa périphérie externe. Le pignon 31 comporte des cannelures 44 en périphérie interne destinées à coopérer avec des dentures de forme correspondante ménagées dans l'arbre d'entraînement 28. Deux dents 42 adjacentes définissent entre elles un espace d'engrenage dans lequel est destinée à s'engager une dent 46 de la couronne de démarrage 45 (cf. figure 1).

Chaque dent 42 comporte deux flancs de dent 51, 52 opposés l'un par rapport à l'autre. Durant le démarrage du moteur thermique et suivant la position angulaire du vilebrequin du moteur thermique, le pignon 31 passe alternativement d'une phase dite d'entraînement dans laquelle le pignon 31 entraîne en rotation la couronne de démarrage 45 à une phase dite entraînée dans laquelle le pignon 31 est entraîné par la couronne de démarrage 45.

Ainsi, on distingue, pour chaque dent 42 du pignon 31, un flanc menant 51 en contact avec la couronne de démarrage 45 lors de la phase d'entraînement et un flanc mené 52 en contact avec une dent 42 correspondante de la couronne de démarrage 45 lors de la phase entraînée. La position des flancs 51, 52 dépend du sens de rotation du pignon 31 lorsque la machine électrique du démarreur 10 est activée.

La figure 4 représente les niveaux de bruit N_20, N_40, et N_65 mesurés lors d'une phase de démarrage du moteur thermique pour des pignons définis par un module ayant une valeur comprise entre 2,5 et 2,54, et comportant un flanc menant 51 ayant un fHalpha valant respectivement 20 micromètres, 40 micromètres, et 65 micromètres.

Il en ressort que l'intensité du pic de bruit P est maximum pour une valeur de fHalpha valant 20 micromètres, diminue pour une valeur de fHalpha valant 40 micromètres (cf. valeur P') et commence à remonter pour une valeur de fHalpha valant 65 micromètres (cf. valeur P).

On sélectionne donc avantageusement une plage de fHalpha positif pour les flancs menants 51 des dents 42 comprise entre 30 et 65 micromètres. Avantageusement, la plage est comprise entre 40 et 50 micromètres.

De préférence, la totalité des dents 42 du pignon 31 comportent un flanc menant 51 vérifiant la plage de fHalpha précitée. Afin de faciliter la réalisation de dents 42 symétriques, le flanc menant 51 et le flanc mené 52 des dents 42 présentent sensiblement la même valeur de fHalpha.

Dans tous les cas, au moins 80% des dents 42 du pignon 31 doivent comporter un flanc menant 51 vérifiant la plage de fHalpha précitée afin d'obtenir l'effet de réduction de bruit recherché pour un pignon 31 ayant un module compris entre 2,5mm et 2,54mm bornes incluses.

La figure 5 représente les niveaux de bruit N_0, N_15, et N_36 mesurés lors d'une phase de démarrage du moteur thermique pour des pignons 31 définis par un module ayant une valeur de 2,12, et comportant un flanc menant 51 ayant un fHalpha valant respectivement 0 micromètre, 15 micromètres, et 36 micromètres.

Il en ressort que le niveau de bruit est maximum pour une valeur de fHalpha valant 0 micromètre. Le niveau de bruit est réduit pour un flanc menant 51 ayant un fHalpha positif compris entre 15 et 40 micromètres et valant de préférence 36 micromètres.

De préférence, la totalité des dents 42 du pignon 31 comportent un flanc menant 51 vérifiant la plage de fHalpha précitée. Afin de faciliter la réalisation de dents 42 symétriques, le flanc menant 51 et le flanc mené 52 des dents 42 présentent sensiblement la même valeur de fHalpha.

Dans tous les cas, au moins 80% des dents 42 du pignon 31 doivent comporter un flanc menant 51 vérifiant la plage de fHalpha précitée afin d'obtenir l'effet de réduction de bruit recherché pour un pignon 31 ayant un module de 2,12.

Par ailleurs, on définit un rapport de conduite εα qui est égal à une longueur de ligne d'action LA divisé par un pas de base PB, soit sa=LA/PB. Comme cela est illustré par la figure 6, la longueur de la ligne d'action LA est la longueur d'un segment mesuré sur une tangente au cercle de base Cb_p du pignon 31 et au cercle de base de la couronne de démarrage 45, ce segment étant délimité par une première intersection 11 entre cette tangente et le cercle de tête de dents du pignon Ct_p et par une deuxième intersection I2 entre cette tangente et le cercle de tête de dents de la couronne Ct_c. La longueur de ligne d'action LA correspond au déplacement du point de conduite entre une dent 42 du pignon 31 et une dent 46 de la couronne 45.

Par ailleurs, la longueur du pas de base PB est égale à TT*m*cos(a), m et a étant respectivement le module et l'angle de pression du pignon 31. La longueur du pas de base PB correspond à la longueur d'un segment mesurée sur la tangente au cercle de base du pignon Cb_p et au cercle de base de la couronne Cb_c, ce segment étant délimité par deux points de conduite de deux flancs 51 menants de dents 42 du pignon 31 consécutifs avec des dents 46 de la couronne de démarrage 45.

Afin de minimiser le bruit lors de la phase d'entraînement de la couronne de démarrage 45, le rapport de conduite εα est supérieur ou égal à 1,5 et une épaisseur de tête de dent Sa est supérieure ou égale à 0,2 fois le module m du pignon 31 pour au moins 80% des dents 42 du pignon 31, de préférence la totalité des dents 42.

En effet, l'épaisseur de tête de dent Sa doit être supérieure ou égale à 0.2*m pour éviter un risque de casse des dents 42 du pignon 31. Cela implique une valeur du rapport de conduite εα maximum pour chaque dimension de pignon 31.

Dans un exemple de réalisation, le rapport de conduite εα vaut 1,5 plus ou moins 5%.

L’invention concerne aussi un pignon 31 ayant un axe X comportant une pluralité de dents 42, chaque dent 42 ayant un flanc menant 51 et un flanc mené 52 tel que dans un plan comprenant l’axe X le flanc menant 51 est symétrique par rapport au flanc mené 52. Dans le cas où le pignon est destiné à être engrené avec une couronne 45 ayant un module de 2,54mm le pignon 31 est défini par un module m pour l’ensemble de ses dents 42 ayant une valeur comprise entre 2,544mm et 2,5567mm. Dans le cas où le pignon 31 est destiné à être engrené avec une couronne 45 ayant un module ayant une valeur de 2,11667mm, le pignon est définit par un module m ayant une valeur comprise entre 2,12mm et 2,123mm..

La figure 7 représente un graphique représentant des mesures des niveaux sonores d’un démarreur démarrant un moteur thermique par le biais d’une couronne 45. Les tests ont été réalisés avec diffèrent pignons 31 montés sur un arbre de sortie du lanceur 29 du démarreur, chaque pignon 31 sont différent en ce qu’ils comprennent des modules différents.

Le graphique représente en abscisse, les différents modules de pignon et en ordonnée une mesure du niveau sonore en DB à la fréquence d’embrayage ainsi que les harmoniques égales à deux et trois fois la fréquence d’embrayage. Plus précisément on parle d’ordre d’engrènement puisque la vitesse du pignon est variable. Les triangles représentent les mesures de niveau sonore du premier ordre correspondant à la fréquence d’embrayage, les losanges représentent les mesures de niveau sonore selon le deuxième ordre qui est égale au double de la fréquence d’embrayage et enfin les carrés représentent les mesures de niveau sonore d’ordre correspondant au troisième ordre qui est égale à trois fois la fréquence d’engrenage.

Il est plus difficile d’atténuer des bruits graves donc de plus faible fréquence que des bruits aigus dans l’habitacle. Ainsi, les niveaux sonores du premier ordre d’engrenage sont donc les plus pertinents à diminuer.

Dans l’art antérieur le module d’un pignon 31 comprend une valeur entre de 2,5399mm et 2,2541mm selon la tolérance de fabrication et les niveaux sonores sont plus élevés que ceux représentés sur la figure 7.

Selon un mode de réalisation, la valeur du module du pignon 31 est située entre 2,544mm et 2,556mm pour un module de couronne 45 ayant une valeur de 2,54mm. En effet, au-delà d’un module de 2,557mm les harmoniques ont un niveau sonore qui augmente.

Autrement dit, la valeur du module du pignon 31 doit être comprise entre 1.0012 et 1,0066 fois celui de la couronne 45 pour permettre au pignon 31 de réduire le bruit.

Comme on peut le voir sur la figure 7, les niveaux sonores au premier et deuxième ordre sont encore plus intéressant à partir d’un module de pignon 31 ayant une valeur comprise entre 2,545mm, et 2,56mm.

Comme on peut le voir sur la figure 7, les mesures de niveaux sonores du premier ordre d’engrenage sont particulièrement bas pour les pignons 31 ayant un module m de valeur comprise entre 2,551 mm et 2,558mm.

Cependant on remarque que les mesures de niveaux sonores du pignon ayant un module de 2,558mm pour les deuxièmes et troisièmes ordres sont au-delà de 147 décibels.

On peut voir en outre sur la figure 7 qu’un pignon 31 ayant une valeur de module m supérieure à 2,56 mm produisait plus de bruit et de vibration que pour un pignon de l’art antérieur ayant un module de 2,54mm.

Selon un mode de réalisation, la valeur du module du pignon 31 est donc comprise entre 2,551mm et 2,556mm. Cette plage de valeur de module à l’avantage d’avoir une diminution notable du niveau sonore à la fréquence d’engrènement.

Le pignon 31 peut bien entendu avoir sur ses dents 42 un biseautage 55 sur la face avant du pignon 31 qui est celle rentrant en premier dans la couronne 45 pour améliorer l’engrènement entre la couronne et le pignon 31.

Comme cela est bien visible sur la figure 3, une face d’entrée dans la couronne de démarrage 45 de chaque dent 42 du pignon 31 comprend ce biseautage 55 pour faciliter l'insertion de chaque dent 42 de pignon dans l'espace d'engrenage entre deux dents 46 correspondantes de la couronne 45. Ce biseautage 55 est réalisé sur une face d'extrémité axiale 56 de chaque dent 42 ayant une orientation radiale par rapport à l'axe Y du pignon 31.

Afin d'obtenir aisément la forme du pignon 31, le pignon 31 pourra être un pignon fritté obtenu par compactage d'une poudre à base de fer et de carbone dans un moule adapté.

En outre, pour améliorer sa tenue mécanique, le pignon 31 pourra subir un traitement par cémentation. Cette opération consiste en un traitement thermochimique, c'est-à-dire qu'il s'agit d'un traitement thermique à haute température qui s'accompagne d'une modification de la composition chimique de l'alliage de base par enrichissement et d'une diffusion en carbone apporté par une atmosphère du four riche en élément carbone. Le pignon 31 à traiter étant en contact avec cette atmosphère riche en carbone dans le four de traitement, le carbone va alors enrichir la surface puis diffuser sur une certaine profondeur créant ainsi un gradient de concentration en carbone décroissant depuis la surface et sur une certaine profondeur jusqu'à retrouver la teneur initiale en carbone de l'alliage.

Une fois cette étape réalisée à haute température, on procède ensuite à une opération de trempe consistant en une phase de refroidissement brutal de la pièce. Cela va permettre d'obtenir les transformations de structures métallurgiques et des modifications de dureté afin d'obtenir un profil de dureté décroissant dans toute la couche superficielle cémentée (depuis la surface et sur une certaine profondeur). Enfin, les pièces ne restent pas à l'état brut de trempe (sinon elles seraient très fragiles). Les pièces subissent un revenu de détente qui a un léger impact sur la dureté en surface et à proximité, c’est-à-dire à une profondeur de l'ordre de 0.2mm par exemple mais pas sur le reste du profil de dureté.

Alternativement, le pignon 31 est obtenu par frappe à froid.

Bien entendu, la description qui précède a été donnée à titre d'exemple uniquement et ne limite pas le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les différents éléments par tous autres équivalents.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS

   1. Démarreur (10) pour véhicule automobile comprenant un pignon (31) comportant un axe (X) et comportant une pluralité de dents (42), chaque dent (42) ayant un flanc menant (51) et un flanc mené (52), ledit pignon (31) étant défini par un module ayant une valeur comprise entre 2,544mm et 2,557mm pour s’accoupler avec une couronne (45) d’un moteur thermique définie par un module de 2,54mm ou ledit pignon (31) étant défini par un module ayant une valeur comprise entre 2,120mm et 2,123mm pour s’accoupler avec une couronne (45) d’un moteur thermique définie par un module ayant une valeur de 2,11667mm.
2. 2. Démarreur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pignon est défini par un module ayant une valeur comprise entre 1,0012 et 1,0066 fois la valeur du module de la couronne (45).
3. 3. Démarreur selon la revendication 1 ou 2, la valeur du module du pignon est comprise entre 2,551 mm et 2,556mm.
4. 4. Démarreur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé chaque dent (42) comprend une face d’entrée comprenant un biseautage (55).
5. 5. Démarreur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit pignon (31 ) est de type fritté.
6. 6. Démarreur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit pignon (31) est obtenu par frappe à froid.
7. 7. Démarreur selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que ledit pignon (31) a subi un traitement par cémentation.
8. 8. Démarreur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte un arbre d’entrainement et un lanceur (29) monté mobile en translation sur l’arbre d'entraînement (28) par le biais de cannelure hélicoïdale et en ce que le pignon (31) est monté solidaire en rotation sur un arbre de sortie du lanceur (29).
9. 9. Démarreur selon la revendication 8, caractérisé en ce que le pignon (31) est monté coulissant axialement sur l’arbre de sortie du lanceur (29) et en ce qu’un ressort est monté entre le pignon (31) et un épaulement de l’arbre de sortie du lanceur (29).

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10. 10. Démarreur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que, un rapport de conduite (εα) égal à une longueur de ligne d'action (LA) divisé par un pas de base (PB), est supérieur ou égal à 1,5 et en ce qu'une épaisseur de tête de dent (Sa) est supérieure ou égale à 0,2 fois le module dudit pignon (31) pour au moins 80% des dents (42) dudit îo pignon (31).