WO2001011232A1 - Demarreur de vehicule automobile du type a entrainement par friction - Google Patents

Demarreur de vehicule automobile du type a entrainement par friction Download PDF

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WO2001011232A1
WO2001011232A1 PCT/FR2000/002264 FR0002264W WO0111232A1 WO 2001011232 A1 WO2001011232 A1 WO 2001011232A1 FR 0002264 W FR0002264 W FR 0002264W WO 0111232 A1 WO0111232 A1 WO 0111232A1
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WO
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starter
roller
frustoconical
output shaft
shoe
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PCT/FR2000/002264
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English (en)
Inventor
Gérard Vilou
Original Assignee
Valeo Equipements Electriques Moteur
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Priority to BR0006993-0A priority patent/BR0006993A/pt
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N15/00—Other power-operated starting apparatus; Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from groups F02N5/00 - F02N13/00
    • F02N15/02—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof
    • F02N15/08—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing being of friction type

Definitions

  • the invention relates to a motor vehicle starter.
  • the invention relates more particularly to a motor vehicle starter designed to rotate a starter wheel of a heat engine, of the type comprising an output shaft which is rotated by the armature shaft of an electric motor of the type in which the output shaft is fitted with a starter wheel drive device
  • a conventional starter is used, of the pinion drive type
  • a starter of this type is shown in Figure 1 attached
  • the starter 10 comprises an output shaft 12 which is rotated by the armature shaft 14 of an electric motor 16 via an epicycloidal tram reducer 18
  • the output shaft 12 and the shaft armature 14 are coaxial with axis X1
  • a starter 28 comprises a rear freewheel 30 which drives a front pinion 32
  • the starter 28 is mounted to slide axially on a fluted intermediate section 34 of the output shaft 12 so as to be integral with the latter in rotation
  • the epicycloidal tram reducer 18 comprises a set of satellites 36 whose axes of rotation 38 are carried by a flange 40 of transverse orientation which is integral in translation and in rotation with the output shaft 12 and which is fixed on the latter by crimping
  • the satellites 36 are immobilized axially in translation by a plate 42 force fitted on the axes 38 of the satellites 36
  • the reduction gear 18 also includes an inner gear ring 44 which is fixed by overmolding on a transverse plate 46 fixed on the housing 48 of the starter 10.
  • the satellites 36 mesh with grooves 50 carried by a front section 52 of the armature shaft 14
  • the free front end 54 of the armature shaft 14 is guided in rotation in a blind axial bore 56 which is produced in the rear face of the rear free end 20 of the output shaft 12 with the interposition of a guide sleeve 58
  • the free front end 54 of the armature shaft 12 is wedged in forward translation by a wedging element 60 which is housed in the bottom of the blind axial bore 56
  • the starter 10 also includes a contactor 62, a mobile magnetic core 64 of which controls the axial displacement of the launcher 28 by means of a lever 66
  • a contactor 62 a mobile magnetic core 64 of which controls the axial displacement of the launcher 28 by means of a lever 66
  • the launcher 28 moves axially forward the pinion 32 meshes with a starter wheel 68, axis of rotation X2, of the heat engine (not shown)
  • the operation of the starter 10 is as follows
  • the contactor 62 is supplied with electric current to cause both the axial displacement of the starter 28 forwards to mesh the pinion 32 with the starting wheel 68, and the starting of the electric motor 16
  • the electric motor 16 rotates the armature shaft 14
  • the latter transmits this rotational movement to the output shaft 12 by means of the meshing of the grooves 50 of its intermediate section 52 with the satellites 36 of the reducer 18
  • the rotation of the output shaft 12 and the freewheel 30 causes the rotation of the pinion 32 of the starter 28 which drives the starter wheel 68 so as to start the heat engine.
  • the freewheel 30 avoids transmitting the overspeed of the pinion 32 to the output shaft 12
  • the freewheel 30 thus protects the electric motor 16 and the reduction gear 18 against an excessively high speed of rotation which can lead to damage to the rotating members of the starter 10
  • the supply of the contactor 62 is stopped, which causes the axial launcher 28 to be withdrawn from the starter wheel 68, and the launcher 28 to return to a rear rest position.
  • the presence of the freewheel 30 increases the length and the weight of the starter 10, as well as its cost.
  • the contactor 62 also represents a significant part of the weight of the starter 10
  • the document FR-A-2363005 discloses a starter 10, of the friction drive type, which does not have the drawbacks mentioned above.
  • a starter 10 of this type is shown in the appended FIG. 7.
  • the starter 10 here comprises a sleeve 114 which is slidably mounted axially around the output shaft 12 and which is secured in rotation with the latter by an axial groove 116
  • the sleeve 114 carries at the front a frustoconical drive ring 70 which is integral with it in rotation and in axial displacement
  • the tapered crown 70 has a tapered friction surface 74 complementary to a tapered front surface 110 of the starting wheel 68
  • a rear frusto-conical roller 82 for driving is mounted screwed onto a helical thread 118 of the sleeve 114, so that it moves axially forward in the direction of screwing
  • the frusto-conical roller 82 has a frusto-conical friction surface 86 complementary to a rear frusto-conical surface 112 of the starter wheel 68
  • the output shaft 12 has at its free end before a front axial stop, HERE a nut 120, which retains axially the sleeve 114 on the shaft 12 in its rest position
  • a helical compression spring 122 is interposed between the housing 48 of the starter 10 and the rear transverse face 124 of the sleeve 114 in order to return it to its rest position against the front axial stop 120
  • the system for controlling the movement of the frusto-conical roller 82 towards the starting wheel 68 operates by inertia.
  • This system has several disadvantages First, the movement of the frusto-conical roller 82 is not reliable because its movement is very strongly linked to its friction qualities on the thread 118 of the sleeve 114
  • the correct operation that can be observed on a new starter may disappear due to corrosion of the parts, following dust deposits, following the aging of the lubricant which tends to harden, or following the modification of the geometry of the thread 118 caused through wear
  • the known system can suffer from cold malfunctions because the lubricants are more viscous when they are cold, which produces an additional force against screwing.
  • a starter 10 will therefore be required, capable of supplying a greater drive torque than a conventional starter 10.
  • the invention aims to remedy these drawbacks by proposing a starter of the friction drive type, in which the system for controlling the movement of the frustoconical roller is not inertial and in which the movement of the frustoconical roller is not dependent angular acceleration characteristics of the starter
  • the invention provides a motor vehicle starter designed to rotate a starter wheel of a heat engine, of the type comprising an output shaft which is rotated by the armature shaft of an engine electric of the type in which the output shaft is fitted with a wheel drive device friction start, of the type comprising at least one frustoconical roller before driving which is designed to cooperate with a frustoconical bearing surface complementary to the starter wheel in order to drive it in rotation, of the type in which the frustoconical roller is screw mounted on a thread carried by the output shaft so as to be displaced axially towards the rear in the direction of the starter wheel, when the output shaft rotates relative to the frustoconical roller in a first direction of rotation, characterized in that it includes a braking device which, when the electric motor starts, brakes the frustoconical roller in rotation, with a view to causing the axial displacement, towards the rear, of the frustoconical roller, from its rest position to its active position, in which the frusto
  • the braking device comprises at least one shoe which is in sliding contact, through a friction surface, with a bearing surface of the frustoconical roller to brake it in rotation,
  • each pad is pressed against the bearing surface of the frusto-conical roller by means of an elastic element which permanently urges the pad, or by means of an electromagnet control
  • the bearing surface of the frustoconical roller is a coaxial convex cylindrical surface of the roller and in that the pressure against the bearing surface is oriented radially,
  • the cylindrical surface has axial grooves
  • the cylindrical surface comprises helical grooves whose winding direction is opposite to that of the thread of the output shaft, so that the friction of each shoe against the cylindrical surface produces screwing effect which contributes to moving the frusto-conical roller axially towards the rear
  • the pitch of the helical grooves is identical to the pitch of the thread of the output shaft
  • the grooves have a cross section of substantially triangular or rounded profile
  • the friction surface of each shoe comprises grooves of complementary shape and orientation of the grooves of the cylindrical surface, O 01 IX X 232
  • the starter comprises several pads which are distributed circumferentially in a regular manner around the cylindrical surface
  • the bearing surface is an annular shoulder surface of the roller which is oriented towards the front, and the pressure against the shoulder surface is oriented axially towards the rear,
  • the shoulder surface is frustoconical, inclined towards the axis and towards the front,
  • the starter comprises a single annular pad coaxial with the frustoconical roller, and it comprises means for immobilizing the pad in rotation relative to the starter housing, the friction surface of the pad is substantially complementary to the shoulder surface of the frustoconical roller
  • the shoe is pressed axially against the shoulder surface by means of a compression spring which is coaxial with the frustoconical roller and which is interposed between the starter housing and the shoe,
  • the spring has a front axial return which is embedded in a rear transverse face of a front bearing of the starter housing and a rear axial return which is embedded in a front transverse face of the shoe, in order to stop the shoe in rotation relative to the starter housing,
  • the shoe has an external radial extension which extends inside an axial groove of the starter housing in order to immobilize the shoe in rotation relative to the starter housing
  • the shoe is an elastic band which surrounds a portion of the cylindrical surface of the roller, and which comprises a tongue extending substantially radially outwards, the tongue being received in a housing, or groove, of the starter housing in order to immobilize the skid in rotation
  • the elastic band forms a portion of ring which extends substantially over 270 degrees around the cylindrical surface of the roller
  • the bearing surface of the frustoconical roller and / or the friction surface of the shoe comprises a surface treatment or a coating of material which improves the friction characteristics
  • an elastic return element is interposed between the frusto-conical roller and the output shaft to return the frusto-conical roller to its rest position
  • the elastic return element is an elastic compression element which is supported rearward on a shoulder of the output shaft and forwards on a shoulder of the frustoconical roller,
  • the drive device comprises a rear frusto-conical drive crown which is integral in rotation and in axial displacement with the output shaft, and which is designed to cooperate with a rear frusto-conical bearing complementary to the starter wheel, and the output shaft is slidably mounted axially relative to the armature shaft to allow the axial displacement forwards of the frustoconical crown in the direction of the starting wheel when the output shaft, under the effect of its screwing into the front frusto-conical roller and the coming into frictional contact of the latter against the starter wheel, moves axially forwards until the frusto-conical crown comes into contact with the starter wheel,
  • the output shaft is mounted on the armature shaft by means of a reduction gear, the rotating part of which is integral with the output shaft in axial displacement, and the rotating part of the reduction gear slides axially on the armature shaft and on the fixed part of the reducer,
  • the angle of the truncated cone of the frustoconical roller is identical to the angle of the truncated cone of the frustoconical crown
  • the frustoconical surfaces of the starter wheel, the frustoconical roller and / or the frustoconical crown have friction linings
  • the electric motor is powered by a relay, a control coil of which is actuated by an ignition key,
  • the relay produces a soft start by temporarily lowering the supply voltage of the electric motor by chopping the supply current
  • the starter according to the invention it is possible to use rollers of small dimensions, which makes it possible to maintain reduction ratios between the starter wheel and the rollers which are substantially identical to those used in conventional starters.
  • the architecture used in the starter according to the invention completely protects the threaded parts, which prevents them from being exposed to dust projections and to corrosion.
  • the starter according to the invention has a simpler structure than that of known starters II has fewer parts and one of the frustoconical rollers is integrated in the output shaft
  • FIG. 1 is a view in partial longitudinal section of a conventional starter according to the state of the art
  • FIG. 2 is a view in longitudinal section of a device for driving a starting wheel produced in accordance with the teachings of the invention and which is shown in a rest position,
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the main components of the drive device in FIG. 2,
  • FIG. 4 is a view similar to that of FIG. 2 in which the drive device is illustrated in an intermediate position in which only the frustoconical roller is in contact with the starting wheel,
  • FIG. 5 is a view similar to that of Figure 2 in which the drive device is illustrated in an active position in which it drives the starter wheel
  • - Figure 6 is a perspective diagram illustrating the forces put in works when the tapered crown is in friction contact with the starter wheel
  • - Figure 7 is a partial view in longitudinal section which represents a starter of the friction type according to the prior art
  • - Figure 8 is a perspective view which represents an alternative embodiment of the braking device according to the invention , in which the cylindrical surface of the frusto-conical roller has axial grooves and the shoe has an axial rib,
  • FIG. 9 is an enlarged detail view which represents the shoe and the axial grooves of the braking device of FIG. 8, - Figure 10 is a longitudinal sectional view which represents another alternative embodiment of the braking device according to the invention, in which the shoe has an annular shape coaxial with the frustoconical roller, - Figure 11 is a partial perspective view which also represents an alternative embodiment of the braking device according to the invention, in which the pad is an elastic band, or elastic strip; and
  • FIG. 12 is a partial longitudinal sectional view which shows the braking device of Figure 11
  • FIGS. 2 and 3 a starter 10 produced in accordance with the teachings of the invention.
  • the starter 10 is shown in FIG. 2 in a rest position P r
  • the starter 10 comprises an output shaft 12 which differs at several points from the output shaft 12 of a starter 10 according to the state of the art
  • the output shaft 12 has an intermediate section factory so as to form a frustoconical drive ring 70
  • the frusto-conical crown 70 has at the front a frusto-conical surface 74 inclined towards the axis X1 and towards the front
  • the frusto-conical crown 70 defines with the output shaft 12 a shoulder surface 72 oriented towards the rear
  • the output shaft 12 comprises an intermediate cylindrical section 76 which delimits, with a threaded front section 78, a shoulder surface 80 oriented towards the front
  • a frustoconical drive roller 82 is screw mounted on the threaded front section 78 of the output shaft 12
  • the frustoconical roller 82 has a front section 84 whose outer surface 85 is cylindrical, and a rear section 87 whose outer surface 86 is frustoconical and inclined towards the axis X1 and towards the rear
  • the frusto-conical roller 82 also has an internal bore 88 and a tapped front neck 90 complementary to the threads of the threaded front section 78 of the output shaft 12
  • the internal bore 88 delimits with the threaded neck 90 a shoulder surface 92 oriented towards the rear
  • a return compression helical spring 94 is mounted on the threaded front section 78 of the output shaft 12 and in the internal bore 88 of the frustoconical roller 82 The return spring 94 is in front axial support on the shoulder surface 92 of the frustoconical roller 82 and in rear axial support on the shoulder surface 80 of the output shaft 12
  • the frustoconical roller 82 is in front axial abutment against a front stop plate 96 which is fixed on the rear transverse face of the front bearing 26 of the output shaft 12
  • the rear section 87 of the frusto-conical roller 82 is in radial guide support, by the internal bore 88 on the intermediate cylindrical section 76 of the output shaft 12, so that the relative screwing of the frusto-conical roller 82 relative to the output shaft 12 causes the rear section 87 to slide axially on the intermediate cylindrical section 76 from front to back
  • the wedging element 60 which is housed in the bottom of the axia hole! blind 56 of the rear free end 20 of the output shaft 12 is a ball
  • the output shaft 12 is in rear axial abutment against the ball 60, which is itself in axial abutment against the front free end 54 armature shaft 14, so that the shoulder surface 72 of the frustoconical crown 70 is not in contact with the front transverse face of the rear guide sleeve 25
  • the output shaft 12 is slidably mounted axially in the rear guide rings 25 and front 27
  • the lower part of the housing 48 of the starter 10 comprises a cylindrical chimney 98 oriented radially with respect to the axis X1
  • the upper opening of the chimney 98 opens radially to the right of the front section 84 of the frustoconical roller 82
  • the lower opening of the chimney 98 is closed by a washer 100 held by crimping
  • a hollow cylindrical shoe 102 is slidably mounted in the chimney 98
  • the inner radial end of the shoe 102 is closed by a disc 104 so as to have a friction surface 106 facing upwards
  • the friction surface 106 is in radial abutment against the cylindrical surface 85 of the frustoconical roller 82 under the axial pressure of a shoe spring 108, and it has a profile in concave cylinder trunk complementary to the cylindrical surface 85
  • the shoe spring 108 is mounted inside the shoe 102, in lower axial support on the washer 100 and in upper axial support on the underside of the disc 104
  • the starter wheel 68 has a tapered front surface 110 complementary to the tapered surface 86 of the tapered roller 82 and a rear tapered surface 112 complementary to the tapered surface 74 of the tapered crown 70
  • the armature shaft 14 transmits the rotational movement to the output shaft 12 via the reduction gear 18
  • the frustoconical roller 82 is braked in rotation relative to the output shaft 12 under the effect of the braking produced by the friction of the shoe 102 on the cylindrical surface 85 of the frusto-conical roller 82 Consequently, the relative rotation of the threaded section 78 of the output shaft 12 relative to the threaded neck 90 of the frusto-conical roller 82 causes the screwing of the latter on the output shaft 12 and its axial displacement towards the rear
  • the frusto-conical roller 82 therefore moves axially towards the rear by compressing the return spring 94, until its frusto-conical surface 86 comes into axial abutment against the frusto-conical bearing surface 110 of the starter wheel 68
  • the starter will now be described 10 in a final active position P a in relation to FIG. 5
  • the output shaft 12 therefore moves axially towards the front by sliding in its rear guide bushings 25 and front 27
  • the output shaft 12 moves with all of the satellites 36 of the reduction gear 18 Also, the satellites 36 slide axially forwards over the grooves 50 of the armature shaft 14 and over the teeth of the gear ring interior 44 The output shaft 12 moves axially forwards by compressing the return spring 94, until the frustoconical crown 70 comes into axial abutment against the rear frustoconical bearing 112 of the starter wheel 68
  • the starting wheel 68 is then clamped axially between the frustoconical crown 70 and the frustoconical roller 82
  • the tapered crown 70 continues to rotate with the output shaft 12 and the friction of the tapered surface 74 on the bearing tapered rear 112 produce a rotation of the starting wheel 68 in the opposite direction to the rotation of the tapered crown 70
  • the frusto-conical crown 70 then drives the starting wheel 68 in rotation about the axis X2, in the opposite direction to the direction of screwing of the output shaft 12
  • the starting wheel 68 becomes driving with respect to the frustoconical roller 82 and the output shaft 12 A high driving torque C e , produced by the rapid rotation of the starting wheel 68, acts on the tapered roller 82 and the tapered crown 70
  • the tapered roller 82 unscrews and moves axially forward
  • the frusto-conical roller 82 is nevertheless braked in its unscrewing by the shoe 102 This allows the frusto-conical crown 70 to retain a front axial pressing force F x against the rear frusto-conical surface 112 of the starting wheel 68
  • the return spring 94 reduces this bearing force F x by tending to spread the tapered roller 82 and the tapered crown
  • the axial dimensioning of the reduction gear 18 and the rear bearings 24 and front 26 is designed to accept a displacement in axial translation of the output shaft 12 of at least ten percent greater than the stroke necessary for the frustoconical crown 70 comes into contact with the rear tapered seat 112 of the starter wheel 68 This allows correct operation of the starter 10 despite the positioning dispersions of the starter 10 and the starter wheel 68, and despite the wear of the surfaces of the tapered seat rear 112 and the frustoconical surface 74
  • the starting wheel 68 is clamped between the frusto-conical crown 70 and the frusto-conical roller 82 by a rear linear contact zone AB and a front linear contact zone CD respectively.
  • These two substantially linear contact zones are included in a plane P X ⁇ _ ⁇ 2 containing the axis of rotation X1 of the output shaft 12 and the axis of rotation X2 of the starter wheel 68
  • Figure 6 schematically shows a section of the starting wheel 68 and the frustoconical crown 70 along the plane P X ⁇ - X2
  • This figure shows the forces used in the contact between the rear frustoconical surface 112 of the starter wheel 68 and the frustoconical surface 74 of the frustoconical crown 70
  • the axial support force F x is parallel to the axis X1 and oriented towards the front
  • the axial pressing force F x produces against the starting wheel 68 a normal pressing force F n perpendicular to the segment AB in the plane Px ⁇ .
  • the normal bearing force F n is the component normal to the segment AB of the axial bearing force F x
  • the value of the normal pressing force F n is determined by the formula F,
  • the axial pressing force F x also produces a radial pressing force F y against the starter wheel 68
  • the radial pressing force F y is parallel to the radius of the starting wheel 68 in the plane P ⁇ -X2 and oriented towards the center of said wheel 68.
  • the drive of the starter wheel 68 by the frusto-conical crown 70 also depends on the torque C r of resistance to the drive of the heat engine
  • the torque C r produces a tangential force F t perpendicular to the plane P x1 - ⁇ 2 and oriented HERE upwards, in opposite direction to the rotation of the starter wheel 68
  • a torque is equal to the value of the force multiplied by the length of the lever arm
  • the contact force F c describes a drive angle ⁇ with the normal contact force F n
  • the value of the drive angle ⁇ b is determined according to the characteristics of the drive elements of the starter 10 and of the starter wheel 68 The formula is obtained
  • the final formula (4) allows us to find out which settings can be modified to obtain in any case a training pa r friction startup wheel 68
  • a small angle ⁇ is chosen. In this case, however, care must be taken that the radial pressing force F y is not too large to remain compatible with the mechanical strength of the output shaft 1 2 and of its rear bearings 24 and front 26
  • axial support force F x results from the transformation of the torque of the electric motor 1 6 by the screw-nut system constituted by the threaded section 78 of the output shaft 1 2 and the tara udé neck 90 of the frustoconical roller 82 According to the classic laws which govern this transformation, F x will be dependent on the pitch and the sliding coefficient of the threads The axial bearing force F x however, must not be too high in order not to exceed the admissible contact pressure limits between the frusto-conical roller 82 and the starter wheel 68
  • the angs of the cones formed by the frustoconical roller 82 and the frustoconical crown 70 are identical.
  • the angles of the cones formed by the frustoconical ga let 82 and the frustoconical crown 70 may not be identical.
  • the frustoconical surfaces of the frustoconical roller 82, of the frustoconical crown 70, and of the starting wheel 68 are fitted with friction linings intended in particular to facilitate the driving of the start 68
  • the materials of the frustoconical surfaces in contact are chosen so that the coefficient of friction of the frustoconical surface 86 of the frustoconical roller 82 on the frustoconical bearing before 1 1 0 of the starting wheel 68 is greater than the coefficient of friction of the surface frustoconical 74 of the frustoconical crown 70 on the rear frustoconical bearing 112 of the starter wheel 68
  • the latter is pressed against the frustoconical roller 82 by a controlled electromagnet
  • This embodiment makes it possible for example to control the stopping of the pressure of the shoe 102 against the roller frustoconical 82 when the starter 10 is in its active position P a
  • the friction surface 106 of the shoe 102 may include several axial ribs 128, or axial grooves, complementary to grooves 126 of the frustoconical roller 82
  • the edges of axial orientation of the grooves 126 and of the rib 128 are inclined or rounded, so that the grooves 126 and the rib have a section, in a plane transverse to the axis X1 of substantially triangular or rounded profile.
  • Figures 8 and 9 are shown profiles of the rounded type
  • a high braking torque is thus obtained at start-up, while the frusto-conical roller 82 moves axially rearward.
  • This braking torque is reduced when the roller 82 rotates at high speed because, due to the inertia of the shoe 102, its axial rib 128 no longer has time to descend into the axial grooves 126 of the cylindrical surface 85
  • the friction torque of the shoe 102 on the cylindrical surface 85 is then close to the friction torque of the shoe 102 on a cylinder with a smooth surface
  • grooves 126 and a spring pressure 108 on the shoe 102 which, at low speed of rotation, make it possible to obtain a braking torque greater than the screwing torque of the frustoconical roller 82 on the output shaft 12
  • the grooves 126 and the rib 128 have a curvilinear profile section, so as to avoid aggressive profiles which promote noise and wear
  • the tightness of the chimney 98 is taken care of at the level of the washer 100 and the shoe 102 and the fireplace 98 are sized so that the clearance between the internal wall of the fireplace 98 and the shoe 102 is small.
  • another alternative embodiment (not shown) of the frusto-conical roller 82, its cylindrical surface 85 comprises helical grooves which rotate in opposite directions relative to the thread 78 of the output shaft 12
  • the friction surface 106 of the shoe 102 also comprises grooves helicals of complementary shape and orientation of the grooves of the cylindrical surface 85
  • the helical grooves have a triangular or rounded profile section, and the pitch which separates two grooves is equal to the pitch of the thread 78
  • the braking device comprises a single braking shoe 102
  • a braking device comprising several similar pads 102 acting in parallel which preferably are distributed circumferentially evenly around of the cylindrical surface 85
  • FIG. 10 shows another alternative embodiment of the braking device in which the shoe 102 is of annular shape coaxial with the frustoconical roller 82, and in which the frustoconical roller 82 has a surface of frustoconical bearing 130 generally oriented towards the front The frustoconical bearing surface 130 is inclined towards the axis
  • the annular pad 102 has a rear frustoconical bearing surface 132, or friction surface which is of complementary shape to the frustoconical bearing front 130 of the roller 82
  • the annular pad 102 is biased axially towards the rear against the frustoconical bearing surface before 130 of the roller 82, by a coaxial coil spring 134 of compression which is interposed between.
  • the spring 134 has a front axial return 138 which is embedded in the rear transverse face 29 of the front bearing 26 and a rear axial return 140 which is embedded in the front transverse face 136 of the annular shoe 102, in order to stop the shoe 102 in rotation relative to the housing 48 of the starter 10 De the same way as in the embodiment described with reference to FIGS.
  • the annular pad 102 produces a force ⁇ e friction t on the frusto-conical roller 82, oriented axially here, this causes the axial displacement, towards the rear, of the frusto-conical roller 82 when starting the electric motor 16 It is noted that, to cause the axial displacement of the frusto-conical roller 82, the force friction of the annular shoe 102 on the 99
  • the frustoconical profile of the front bearing surface 130 of the roller 82 and of the friction surface 132 of the annular shoe 102 makes it possible to obtain a significant braking torque with a low axial force.
  • the angle of the cone of the frustoconical bearing surfaces 130, 132 complementary to the shoe 102 and the roller 82 with respect to the axis X1 must be large enough to avoid any blocking of the annular shoe 102 by jamming
  • the annular shoe 102 is immobilized in rotation relative to the housing 48 of the starter 10 by virtue of an external radial extension of the shoe 102, for example a groove, which extends to the interior of an internal groove complementary to the housing 48 of the starter 10
  • FIGS. 11 and 12 also show an alternative embodiment of the braking device in which the shoe 102 is an elastic band, or elastic strip, which surrounds a portion of the cylindrical surface 85 of the frustoconical roller 82
  • the elastic band 102 forms a ring portion which here extends substantially over 270 degrees around the cylindrical surface 85 of the roller 82
  • One of the circumferential ends of the elastic band 102 has a tongue 142 which extends radially outwards and which is received in a groove 144 in the housing 48 of the starter 10, in order to immobilize the shoe 102 in rotation relative to to housing 48
  • the contact force, and therefore the braking force, of the shoe 102 on the frustoconical roller 82 depends on the internal diameter of the ring formed by the elastic band 102 in its free state, and on the external diameter of the cylindrical surface 85 of the roller 82 , and it also depends on the axial length and the radial thickness of the elastic band 102
  • This type of shoe 102 provides a significant braking force, with a contact pressure of the shoe 102 on the roller 82 relatively low, which reduces wear and the risk of seizure of the braking device.
  • the contact pressure is the quotient of the braking force on the contact surface
  • the contact surface of the shoe 102 is much larger than for the shoes 102 described previously.
  • the contact surfaces of the shoe 102 and of the frusto-conical roller 82 may include a surface treatment or a coating of material which improves the friction characteristics
  • the braking device can be of the electromagnetic type which, compared with the braking devices of the friction type described above, makes it possible in particular to reduce the wear of the parts.
  • the power supply device (not shown) and control (not shown) of the starter 10 is adapted to its new design
  • the electric motor 16 is powered by a relay, the control coil of which is actuated by the ignition key of the vehicle or by another known device for starting control, such as a transponder.
  • the relay is mounted inside the motor. electric 16 or outside the starter 10, especially in the housing 48
  • the relay is arranged on the path of the starter power supply cable 10, for example at the output of the supply battery.
  • the relay is electronic and allows a gradual starting of the heat engine.
  • the relay temporarily lowers the supply voltage of the electric motor 16 during start-up by "chopping" the supply current of the electric motor 16
  • the invention applies to any type of starter 10, with or without reducer 18
  • the reducer 18 can be of epicyclic tram or of another type
  • An axially movable element is sufficient, in the starter 10 according to the invention, to allow a drive of the starter wheel 68 by friction
  • the frusto-conical roller 82 is axially movable
  • the output shaft 12 and its frusto-conical crown 70 are locked in axial sliding, and the starting wheel 68 has an axial clearance
  • the starting wheel 68 rotates when the rear frustoconical surface 112 comes into contact with the frustoconical surface 74 of the frustoconical crown 70, under the pressure of the frustoconical roller 82

Abstract

L'invention propose un démarreur (10), du type comportant un arbre de sortie (12) qui est entraîné en rotation par un moteur électrique (16), du type dans lequel l'arbre de sortie (12) comporte au moins un galet tronconique (82) qui est prévu pour coopérer avec une portée tronconique (110) complémentaire d'une roue de démarrage (68), du type dans lequel le galet tronconique (82) est monté vissé sur un filetage (78) porté par l'arbre de sortie (12) pour être déplacé axialement en direction de la roue de démarrage (68), lorsque l'arbre de sortie (12) tourne par rapport au galet tronconique (82) dans un premier sens de rotation, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de freinage (102) qui, lors du démarrage du moteur électrique (16), freine le galet tronconique (82) en rotation, en vue de provoquer le déplacement axial du galet tronconique (82) jusqu'à ce qu'il soit en contact de friction avec la roue de démarrage (68).

Description

"Démarreur de véhicule automobile du type à entraînement par friction"
L'invention concerne un démarreur de véhicule automobile
L'invention concerne plus particulièrement un démarreur de véhicule automobile prévu pour entraîner en rotation une roue de démarrage d'un moteur thermique, du type comportant un arbre de sortie qui est entraîné en rotation par l'arbre d'induit d'un moteur électrique du type dans lequel l'arbre de sortie est muni d'un dispositif d'entraînement de la roue de démarrage Généralement, dans un véhicule automobile, on utilise un démarreur conventionnel, du type à entraînement par pignon Un démarreur de ce type, selon l'état de la technique, est représente à la figure 1 annexée
Dans la suite de la description une orientation d'avant en arrière sera utilisée, elle correspond à l'orientation de gauche à droite conformément à la figure 1
Le démarreur 10 comporte un arbre de sortie 12 qui est entraîné en rotation par l'arbre d'induit 14 d'un moteur électrique 16 par l'intermédiaire d'un réducteur à tram épicycloidal 18 L'arbre de sortie 12 et l'arbre d'induit 14 sont coaxiaux d'axe X1
Les extrémités libres arrière 20 et avant 22 de l'arbre de sortie 12 sont guidées en rotation, respectivement par un palier arrière 24 et un palier avant 26, avec interposition respectivement d'une douille de guidage arrière 25 et d'une douille de guidage avant 27 Un lanceur 28 comprend une roue libre arrière 30 qui entraîne un pignon avant 32 Le lanceur 28 est monté coulissant axialement sur un tronçon intermédiaire cannelé 34 de l'arbre de sortie 12 de façon a être solidaire de ce dernier en rotation
Le réducteur à tram épicycloidal 18 comporte un ensemble de satellites 36 dont les axes de rotation 38 sont portes par un flasque 40 d'orientation transversale qui est solidaire en translation et en rotation de l'arbre de sortie 12 et qui est fixé sur ce dernier par sertissage
Les satellites 36 sont immobilisés axialement en translation par une plaque 42 emmanchée à force sur les axes 38 des satellites 36 Le réducteur 18 comporte aussi une couronne à denture intérieure 44 qui est fixée par surmoulage sur une plaque transversale 46 fixée sur le boîtier 48 du démarreur 10.
Les satellites 36 engrènent avec des cannelures 50 portées par un tronçon avant 52 de l'arbre d'induit 14
L'extrémité libre avant 54 de l'arbre d'induit 14 est guidée en rotation dans un perçage axial borgne 56 qui est réalisé dans la face arrière de l'extrémité libre arrière 20 de l'arbre de sortie 12 avec interposition d'une douille de guidage 58 L'extrémité libre avant 54 de l'arbre d'induit 12 est calée en translation vers l'avant par un élément de calage 60 qui est logé dans le fond du perçage axial borgne 56
Le démarreur 10 comporte aussi un contacteur 62 dont un noyau magnétique mobile 64 commande le déplacement axial du lanceur 28 par l'intermédiaire d'un levier 66 Lorsque le lanceur 28 se déplace axialement vers l'avant le pignon 32 engrène avec une roue de démarrage 68, d'axe de rotation X2, du moteur thermique (non représenté)
Le fonctionnement du démarreur 10 est le suivant
On alimente le contacteur 62 en courant électrique pour provoquer à la fois le déplacement axial du lanceur 28 vers l'avant pour engrener le pignon 32 avec la roue de démarrage 68, et la mise en marche du moteur électrique 16
Le moteur électrique 16 entraîne en rotation l'arbre d'induit 14 Celui-ci transmet ce mouvement de rotation à l'arbre de sortie 12 par l'intermédiaire de l'engrènement des cannelures 50 de son tronçon intermédiaire 52 avec les satellites 36 du réducteur 18
La rotation de l'arbre de sortie 12 et de la roue libre 30 provoque la rotation du pignon 32 du lanceur 28 qui entraîne la roue de démarrage 68 de façon à démarrer le moteur thermique En fin de démarrage, lorsque le moteur thermique monte en régime, la roue libre 30 évite de transmettre la survitesse du pignon 32 à l'arbre de sortie 12 La roue libre 30 protège ainsi le moteur électrique 16 et le réducteur 18 contre une vitesse de rotation trop élevée pouvant aboutir à des dégradations des organes tournant du démarreur 10 En fin de démarrage on stoppe l'alimentation du contacteur 62 ce qui provoque le retrait axial du lanceur 28 hors de la roue de démarrage 68, et le retour du lanceur 28 dans une position arrière de repos
La conception de ce type de démarreur 10 présente plusieurs inconvénients
Tout d'abord, l'engrènement du pignon 32 avec la roue de démarrage 68 est bruyant par nature Des améliorations de définition et de réalisation de ces éléments peuvent être apportées Cependant, leurs effets restent limités et les surcoûts sont très élevés Un autre inconvénient est que le système d'engrènement lie en rotation le pignon 32 et la roue de démarrage 68 aussi bien lorsque le pignon 32 est menant, que lorsqu'il est mené Ceci impose la présence de la roue libre 30, elle-même source de bruit
De plus, la présence de la roue libre 30 augmente la longueur et le poids du démarreur 10, ainsi que son coût
Encore un autre inconvénient de ce type de démarreur 10 est la nécessité d'un contacteur 62 pour permettre le déplacement du lanceur 28 Or, le contacteur 62 représente une part importante du coût d'un démarreur 10 En outre, la présence de ce contacteur 62 constitue une protubérance au-dessus du moteur électrique 16 qui est souvent une source de difficultés d'implantation du démarreur 10 sur le moteur thermique en raison de l'encombrement
Le contacteur 62 représente aussi une part importante du poids du démarreur 10
Le document FR-A-2363005 divulgue un démarreur 10, du type à entraînement par friction, qui ne présente pas les inconvénients mentionnés précédemment On a représenté un démarreur 10 de ce type à la figure 7 annexée Le démarreur 10 comporte ici un manchon 114 qui est monté coulissant axialement autour de l'arbre de sortie 12 et qui est solidarise en rotation avec celui-ci par une cannelure axiale 116
Le manchon 114 porte à l'avant une couronne tronconique 70 d'entraînement qui lui est solidaire en rotation et en déplacement axial La couronne tronconique 70 comporte une surface de friction tronconique 74 complémentaire d'une portée tronconique avant 110 de la roue de démarrage 68
Un galet tronconique arrière 82 d'entraînement est monté vissé sur un filetage hélicoïdal 118 du manchon 114, de manière qu'il se déplace axialement vers l'avant dans le sens du vissage
Le galet tronconique 82 comporte une surface de friction tronconique 86 complémentaire d'une portée tronconique arrière 112 de la roue de démarrage 68 L'arbre de sortie 12 comporte a son extrémité libre avant une butée axiale avant, ICI un écrou 120, qui retient axialement le manchon 114 sur l'arbre 12 dans sa position de repos
Un ressort hélicoïdal de compression 122 est interpose entre le boîtier 48 du démarreur 10 et la face transversale arrière 124 du manchon 114 en vue de le rappeler vers sa position de repos contre la butée axiale avant 120
Lorsque le moteur électrique du démarreur 10 entraîne en rotation l'arbre de sortie 12, le manchon 114 et la couronne tronconique 70 sont entraînés en rotation par la cannelure axiale 116 Du fait de l'inertie du galet tronconique 82 sa rotation débute en retard par rapport à la rotation du manchon 114, de sorte que le filetage hélicoïdal 118 provoque le déplacement axial du galet tronconique 82 vers l'avant
Lorsque le galet tronconique 82 est en contact de friction avec la surface de portée tronconique arrière 112 de la roue de démarrage 68, la rotation du galet tronconique 82 est freinée, ce qui provoque le vissage du manchon 114 dans le galet tronconique 82 et donc le déplacement axial de la couronne tronconique 70 vers l'arrière, jusqu a ce que la roue de démarrage 68 soit serrée axialement entre la couronne tronconique 70 et le galet tronconique 82
Le mouvement de rotation de l'arbre de sortie 12 du démarreur est alors transmis à la roue de démarrage 68
Dans un démarreur 10 de ce type, le système de commande du déplacement du galet tronconique 82 vers la roue de démarrage 68 fonctionne par inertie Ce système comporte plusieurs inconvénients En premier lieu, le déplacement du galet tronconique 82 n'est pas fiable car son déplacement est très fortement lié à ses qualités de frottement sur le filetage 118 du manchon 114
Le bon fonctionnement que l'on peut observer sur un démarreur neuf peut disparaître suite à la corrosion des pièces, suite aux dépôts de poussières, suite au vieillissement du lubrifiant qui tend à durcir, ou suite à la modification de la géométrie du filetage 118 causée par l'usure
En second lieu, le système connu peut souffrir de dysfonctionnements à froid car les lubrifiants sont plus visqueux lorsqu'ils sont froids, ce qui produit une force d'opposition au vissage supplémentaire
De plus, les caractéristiques d'accélération du moteur électrique qui sont essentielles pour créer l'effet de couple mertiel, sont amoindries à froid en raison des pertes d'énergie dans les lubrifiants des paliers en raison aussi des moins bonnes performances de la batterie Le déplacement du galet tronconique 82 à froid est donc difficile à réaliser
En troisième lieu, pour avoir un couple mertiel important il est nécessaire que le moment d'inertie du galet tronconique 82, par rapport à son axe de rotation soit important II faut donc que le galet tronconique 82 soit massif de grand diamètre Or, plus le diamètre du galet 82 est grand, plus le rapport de réduction entre la roue de démarrage 68 et le galet 82 est petit
Pour démarrer un moteur thermique donne il faudra donc un démarreur 10 capable de fournir un couple d'entraînement plus important qu'un démarreur 10 conventionnel Le démarreur 10 devra alors être plus gros en diamètre, plus lourd et plus coûteux
L'invention vise à remédier à ces inconvénients en proposant un démarreur du type à entraînement par friction, dans lequel le système de commande du déplacement du galet tronconique n'est pas a inertie et dans lequel le déplacement du galet tronconique n'est pas tributaire des caractéristiques d'accélération angulaire du démarreur
Dans ce but, l'invention propose un démarreur de véhicule automobile prévu pour entraîner en rotation une roue de démarrage d un moteur thermique, du type comportant un arbre de sortie qui est entraîne en rotation par l'arbre d'induit d'un moteur électrique du type dans lequel l'arbre de sortie est muni d'un dispositif d'entraînement de la roue de démarrage par friction, du type comportant au moins un galet tronconique avant d'entraînement qui est prévu pour coopérer avec une portée tronconique avant complémentaire de la roue de démarrage afin de l'entraîner en rotation, du type dans lequel le galet tronconique est monté visse sur un filetage porté par l'arbre de sortie pour être déplacé axialement vers l'arrière en direction de la roue de démarrage, lorsque l'arbre de sortie tourne par rapport au galet tronconique dans un premier sens de rotation, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de freinage qui, lors du démarrage du moteur électrique freine le galet tronconique en rotation, en vue de provoquer le déplacement axial, vers l'arrière, du galet tronconique, depuis sa position de repos jusqu'à sa position active, dans laquelle le galet tronconique est en contact de friction avec la roue de démarrage
Selon d'autres caractéristiques de l'invention - le dispositif de freinage comporte au moins un patin qui est en contact glissant, par une surface de frottement, avec une surface d appui du galet tronconique pour le freiner en rotation ,
- chaque patin est pressé contre la surface d'appui du galet tronconique au moyen d'un élément élastique qui sollicite en permanence le patin, ou au moyen d'un électro-aimant commande
- la surface d'appui du galet tronconique est une surface cylindrique convexe coaxiale du galet et en ce que la pression contre la surface d'appui est orientée radialement ,
- la surface cylindrique comporte des sillons axiaux , - la surface cylindrique comporte des sillons hélicoïdaux dont le sens d'enroulement est inverse de celui du filetage de l'arbre de sortie, de sorte que le frottement de chaque patin contre la surface cylindrique produise un effet de vissage qui contribue à déplacer le galet tronconique axialement vers l'arriére , - le pas des sillons hélicoïdaux est identique au pas du filetage de l'arbre de sortie ,
- les sillons ont une section transversale de profil sensiblement triangulaire ou arrondi ,
- la surface de frottement de chaque patin comporte des sillons de forme et d'orientation complémentaires des sillons de la surface cylindrique , O 01 IX X 232
7
- le démarreur comporte plusieurs patins qui sont répartis circonférentiellement de manière régulière autour de la surface cylindrique ,
- la surface d'appui est une surface d'épaulemeπt annulaire du galet qui est orientée vers l'avant, et la pression contre la surface d'épaulement est orientée axialement vers l'arrière ,
- la surface d'épaulement est tronconique, inclinée vers I axe et vers l'avant ,
- le démarreur comporte un seul patin annulaire coaxiai au galet tronconique, et il comporte des moyens pour immobiliser le patin en rotation par rapport au boîtier du démarreur , la surface de frottement du patin est sensiblement complémentaire de la surface d'épaulement du galet tronconique
- le patin est presse axialement contre la surface d epaulement au moyen d'un ressort de compression qui est coaxiai au galet tronconique et qui est interpose entre le boîtier du démarreur et le patin ,
- le ressort comporte un retour axial avant qui est encastre dans une face transversale arrière d'un palier avant du boîtier du démarreur et un retour axial arrière qui est encastré dans une face transversale avant du patin, en vue d'arrêter le patin en rotation par rapport au boîtier du démarreur ,
- le patin comporte un prolongement radial externe qui s étend a l'intérieur d'une rainure axiale du boîtier du démarreur en vue d'immobiliser le patin en rotation par rapport au boîtier du démarreur , - le patin est une bande élastique qui entoure une portion de la surface cylindrique du galet, et qui comporte une languette s'étendant sensiblement radialement vers l'extérieur, la languette étant reçue dans un logement, ou gorge, du boîtier du démarreur en vue d'immobiliser le patin en rotation , - la bande élastique forme une portion d'anneau qui s'étend sensiblement sur 270 degrés autour de la surface cylindrique du galet
- la surface d'appui du galet tronconique et/ou la surface de frottement du patin comporte un traitement de surface ou un revêtement de matériau qui améliore les caractéristiques de frottement , - un élément élastique de rappel est interposé entre le galet tronconique et l'arbre de sortie pour rappeler le galet tronconique vers sa position de repos ,
- l'élément élastique de rappel est un élément élastique de compression qui prend appui vers l'arrière sur un epaulement de l'arbre de sortie et vers l'avant sur un epaulement du galet tronconique ,
- le dispositif d'entraînement comporte une couronne tronconique arrière d'entraînement qui est solidaire en rotation et en déplacement axial de l'arbre de sortie, et qui est prévue pour coopérer avec une portée tronconique arrière complémentaire de la roue de démarrage, et l'arbre de sortie est monté coulissant axialement par rapport à l'arbre d'induit pour permettre le déplacement axial vers l'avant de la couronne tronconique en direction de la roue de démarrage lorsque l'arbre de sortie, sous l'effet de son vissage dans le galet tronconique avant et de la venue en contact de friction de ce dernier contre la roue de démarrage, se déplace axialement vers l'avant jusqu'à la venue en contact de friction de la couronne tronconique avec la roue de démarrage ,
- l'arbre de sortie est monté sur l'arbre d'induit par l'intermédiaire d'un réducteur dont la partie tournante est solidaire de l'arbre de sortie en déplacement axial, et la partie tournante du réducteur coulisse axialement sur l'arbre d'induit et sur la partie fixe du réducteur ,
- l'angle du tronc de cône du galet tronconique est identique à l'angle du tronc de cône de la couronne tronconique ,
- les surfaces tronconiques de la roue de démarrage, du galet tronconique et/ou de la couronne tronconique comportent des garnitures de friction ,
- le moteur électrique est alimenté par un relais dont une bobine de commande est actionnée par une clé de contact ,
- le relais produit un démarrage progressif en abaissant temporairement la tension d'alimentation du moteur électrique par hachage du courant d'alimentation
Grâce au démarreur selon l'invention, on peut utiliser des galets de petites dimensions, ce qui permet de conserver des rapports de réduction entre la roue de démarrage et les galets qui sont sensiblement identiques à ceux utilisés dans les démarreurs conventionnels De plus, l'architecture utilisée dans le démarreur selon I invention protège complètement les parties filetées, ce qui leur évite d'être exposées aux projections de poussières et à la corrosion
Le démarreur selon l'invention a une structure plus simple que celle des démarreurs connus II comporte moins de pièces et un des galets tronconique est intégré à l'arbre de sortie
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale partielle d'un démarreur conventionnel selon l'état de la technique ,
- la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif d'entraînement d'une roue de démarrage réalise conformément aux enseignements de l'invention et qui est représente dans une position de repos ,
- la figure 3 est une vue éclatée en perspective des principaux composants du dispositif d'entraînement de la figure 2 ,
- la figure 4 est une vue similaire a celle de la figure 2 sur laquelle le dispositif d'entraînement est illustré dans une position intermédiaire dans laquelle seul le galet tronconique est en contact avec la roue de démarrage ,
- la figure 5 est une vue similaire a celle de la figure 2 sur laquelle le dispositif d'entraînement est illustre dans une position active dans laquelle il entraîne la roue de démarrage , - la figure 6 est un schéma en perspective illustrant les forces mises en œuvre lorsque la couronne tronconique est en contact de friction avec la roue de démarrage ,
- la figure 7 est une vue partielle en coupe longitudinale qui représente un démarreur du type à friction selon l'état de la technique , - la figure 8 est une vue en perspective qui représente une variante de réalisation du dispositif de freinage selon l'invention, dans laquelle la surface cylindrique du galet tronconique comporte des rainures axiales et le patin comporte une nervure axiale ,
- la figure 9 est une vue de détail agrandie qui représente le patin et les rainures axiales du dispositif de freinage de la figure 8 , - la figure 10 est une vue en coupe longitudinale qui représente une autre variante de réalisation du dispositif de freinage selon l'invention, dans laquelle le patin a une forme annulaire coaxiale au galet tronconique , - la figure 11 est une vue partielle en perspective qui représente encore une variante de réalisation du dispositif de freinage selon l'invention, dans laquelle le patin est une bande élastique, ou feuillard élastique ; et
- la figure 12 est une vue en coupe longitudinale partielle qui représente le dispositif de freinage de la figure 11
Dans la description, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires
On va maintenant décrire, en relation avec les figures 2 et 3, un démarreur 10 réalise conformément aux enseignements de l'invention Le démarreur 10 est représenté à la figure 2 dans une position de repos Pr
On ne décrira pas ici les pièces identiques a celles qui ont été décrites en relation avec la figure 1
Le démarreur 10 comporte un arbre de sortie 12 qui se différencie en plusieurs points de l'arbre de sortie 12 d'un démarreur 10 selon l'état de la technique
L'arbre de sortie 12 comporte un tronçon intermédiaire usine de façon a former une couronne tronconique d'entraînement 70
La couronne tronconique 70 comporte à l'avant une surface tronconique 74 inclinée vers l'axe X1 et vers l'avant La couronne tronconique 70 délimite avec l'arbre de sortie 12 une surface d'épaulement 72 orientée vers l'arrière
A l'avant de la couronne tronconique 70, l'arbre de sortie 12 comporte un tronçon cylindrique intermédiaire 76 qui délimite avec un tronçon avant fileté 78, une surface d'épaulement 80 orientée vers l'avant
Un galet tronconique d'entraînement 82 est monte visse sur le tronçon avant fileté 78 de l'arbre de sortie 12
Le galet tronconique 82 comporte un tronçon avant 84 dont la surface extérieure 85 est cylindrique, et un tronçon arrière 87 dont la surface extérieure 86 est tronconique et inclinée vers I axe X1 et vers l'arrière
Le galet tronconique 82 comporte aussi un alésage interne 88 ainsi qu'un goulot avant taraudé 90 complémentaire des filets du tronçon avant fileté 78 de l'arbre de sortie 12
L'alésage interne 88 délimite avec le goulot taraudé 90 une surface d'épaulement 92 orientée vers l'arrière
Un ressort hélicoïdal de compression de rappel 94 est monté sur le tronçon avant fileté 78 de l'arbre de sortie 12 et dans l'alésage interne 88 du galet tronconique 82 Le ressort de rappel 94 est en appui axial avant sur la surface d'épaulement 92 du galet tronconique 82 et en appui axial arrière sur la surface d'épaulement 80 de l'arbre de sortie 12
Le galet tronconique 82 est en appui axial avant contre une plaque de butée avant 96 qui est fixée sur la face transversale arrière du palier avant 26 de l'arbre de sortie 12
Le tronçon arrière 87 du galet tronconique 82 est en appui radial de guidage, par l'alésage interne 88 sur le tronçon cylindrique intermédiaire 76 de l'arbre de sortie 12, de sorte que le vissage relatif du galet tronconique 82 par rapport à l'arbre de sortie 12 provoque le coulissement axial du tronçon arrière 87 sur le tronçon cylindrique intermédiaire 76 d'avant en arrière
L'élément de calage 60 qui est loge dans le fond du perçage axia! borgne 56 de l'extrémité libre arrière 20 de l'arbre de sortie 12 est une bille L'arbre de sortie 12 est en butée axiale arrière contre la bille 60, qui est elle-même en butée axiale contre l'extrémité libre avant 54 de l'arbre d'induit 14, de sorte que la surface d'épaulement 72 de la couronne tronconique 70 n'est pas en contact avec la face transversale avant de la douille de guidage arrière 25 L'arbre de sortie 12 est monté coulissant axialement dans les bagues de guidages arrière 25 et avant 27
L'ensemble des satellites 36 du réducteur 18, qui sont solidaires de l'arbre de sortie 12 en rotation et en translation est monté coulissant axialement dans la couronne à denture intérieure 44 et sur les cannelures du tronçon intermédiaire 52 de l'arbre d'induit 14 O 01 IX X 232 PCT/FROO/02264
12
La partie inférieure du boîtier 48 du démarreur 10 comporte une cheminée cylindrique 98 orientée radialement par rapport à l'axe X1
L'ouverture supérieure de la cheminée 98 débouche radialement au droit du tronçon avant 84 du galet tronconique 82 L'ouverture inférieure de la cheminée 98 est obturée par une rondelle 100 maintenue par sertissage
Un patin cylindrique creux 102 est monté coulissant dans la cheminée 98 L'extrémité radiale intérieure du patin 102 est fermée par un disque 104 de manière a présenter une surface de frottement 106 orientée vers le haut
La surface de frottement 106 est en appui radial contre la surface cylindrique 85 du galet tronconique 82 sous la pression axiale d'un ressort de patin 108, et elle présente un profil en tronc de cylindre concave complémentaire de la surface cylindrique 85 Le ressort de patin 108 est monté à l'intérieur du patin 102, en appui axial inférieur sur la rondelle 100 et en appui axial supérieur sur la face inférieure du disque 104
La roue de démarrage 68 comporte une portée tronconique avant 110 complémentaire de la surface tronconique 86 du galet tronconique 82 et une portée tronconique arrière 112 complémentaire de la surface tronconique 74 de la couronne tronconique 70
On va maintenant décrire le démarreur 10 dans une position intermédiaire de fonctionnement P, en relation avec la figure 4
Pour parvenir à cette position intermédiaire P,, le moteur électrique 16 a été mis en marche et il entraîne en rotation l'arbre d'induit 14
Selon un fonctionnement conventionnel, l'arbre d'induit 14 transmet le mouvement de rotation à l'arbre de sortie 12 par l'intermédiaire du réducteur 18 Le galet tronconique 82 est freiné en rotation par rapport à l'arbre de sortie 12 sous l'effet du freinage produit par le frottement du patin 102 sur la surface cylindrique 85 du galet tronconique 82 Par conséquent, la rotation relative du tronçon fileté 78 de l'arbre de sortie 12 par rapport au goulot taraudé 90 du galet tronconique 82 provoque le vissage de ce dernier sur l'arbre de sortie 12 et son déplacement axial vers l'arrière Le galet tronconique 82 se déplace donc axialement vers l'arriére en comprimant le ressort de rappel 94, jusqu'à ce que sa surface tronconique 86 vienne en butée axiale contre la portée tronconique avant 110 de la roue de démarrage 68 On décrit maintenant le démarreur 10 dans une position active finale Pa en relation avec la figure 5
La position de butée axiale arrière du galet tronconique 82 contre la portée tronconique avant 110 de la roue de démarrage 68, qui offre un couple résistant tant que le moteur n'a pas démarre, produit sur le galet tronconique 82 un freinage supplémentaire en rotation et une immobilisation en translation
Ceci provoque le vissage relatif de l'-arbre de sortie 12 dans le goulot taraudé 90
L arbre de sortie 12 se déplace donc alors axialement vers I avant en coulissant dans ses douilles de guidage arrière 25 et avant 27
L'arbre de sortie 12 se déplace avec l'ensemble des satellites 36 du réducteur 18 Aussi, les satellites 36 coulissent axialement vers l'avant sur les cannelures 50 de l'arbre d'induit 14 et sur les dents de la couronne à denture intérieure 44 L'arbre de sortie 12 se déplace axialement vers l'avant en comprimant le ressort de rappel 94, jusqu'à ce que la couronne tronconique 70 vienne en butée axiale contre la portée tronconiαue arrière 112 de la roue de démarrage 68
Comme on le voit sur la figure 5, la roue de démarrage 68 se trouve alors serrée axialement entre la couronne tronconique 70 et le galet tronconique 82
La pression axiale exercée sur les portées tronconiques avant 110 et arrière 112, d'un côté par la couronne tronconique 70 et de l'autre par le galet tronconique 82, est maintenue par la tendance au vissage de l'arbre de sortie 12 dans le goulot taraudé 90 du galet tronconique 82
La couronne tronconique 70 et le galet tronconique 82 sont maintenant bloqués en translation, mais l'arbre de sortie 12 est toujours entraîné en rotation par l'arbre d'induit 14
La couronne tronconique 70 continue de tourner avec l'arbre de sortie 12 et les frottements de la surface tronconique 74 sur la portée tronconique arrière 112 produisent une rotation de la roue de démarrage 68 en sens inverse de la rotation de la couronne tronconique 70
Par ce phénomène de friction, la couronne tronconique 70 entraîne alors la roue de démarrage 68 en rotation autour de l'axe X2, dans le sens inverse du sens de vissage de l'arbre de sortie 12
La rotation de la roue de démarrage 68 et le contact de la surface tronconique 86 du galet tronconique 82 avec la portée tronconique avant 110 produisent un phénomène de friction Ce phénomène de friction provoque la rotation du galet tronconique 82 en sens inverse de la rotation de la roue de démarrage 68, c'est à dire dans le même sens de rotation que l'arbre de sortie 12
On note que le sens de rotation du galet tronconique 82 correspond a son sens de dévissage sur I arbre de sortie 12
Le patin 102 n'ayant pas assez de force pour empêcher le galet tronconique 82 de tourner, sa surface de frottement 106 glisse alors sur la surface cylindrique 85 du galet tronconique 82
Lorsque le moteur thermique est démarré, la roue de démarrage 68 devient menante vis à vis du galet tronconique 82 et de l'arbre de sortie 12 Un couple d'entraînement Ce eleve, produit par la rotation rapide de la roue de démarrage 68, s'exerce sur le galet tronconique 82 et la couronne tronconique 70
Mais, comme le galet tronconique 82 tourne dans le sens de son dévissage, le couple d'entraînement Ce tend à le dévisser Pour qu'il se dévisse il suffit qu'il tourne légèrement plus vite que l'arbre de sortie
Progressivement, le galet tronconique 82 se dévisse et se déplace axialement vers l'avant
Le galet tronconique 82 est néanmoins freiné dans son dévissage par le patin 102 Ceci permet à la couronne tronconique 70 de conserver une force d'appui axial avant Fx contre la portée tronconique arrière 112 de la roue de démarrage 68
Mais le ressort de rappel 94 vient diminuer cette force d'appui Fx en tendant à écarter le galet tronconique 82 et la couronne tronconique
70 l'un de l'autre La force d'appui axial Fx de la couronne tronconique 70 contre la roue de démarrage 68 devient alors trop faible pour entraîner le moteur électrique 16 en survitesse II se produit un glissement de la couronne tronconique 70 sur la portée tronconique arrière 112 de la roue de démarrage 68
Ceci procure un effet de roue libre qui ne nécessite aucune pièce supplémentaire, contrairement aux démarreurs conventionnels
Lorsque l'on arrête le moteur électrique 16, le ressort de rappel 94 ramène le galet tronconique 82 et l'arbre de sortie 12 dans la position de repos Pr telle que représentée à la figure 2
On note que le dimensionnement axial du réducteur 18 et des paliers arrière 24 et avant 26 est conçu pour accepter un déplacement en translation axiale de l'arbre de sortie 12 d'au moins dix pourcents supérieur à la course nécessaire pour que la couronne tronconique 70 entre en contact avec la portée tronconique arrière 112 de la roue de démarrage 68 Ceci permet un fonctionnement correct du démarreur 10 malgré les dispersions de positionnement du démarreur 10 et de la roue de démarrage 68, et malgré l'usure des surfaces de la portée tronconique arrière 112 et de la surface tronconique 74
Dans la position active Pa la roue de démarrage 68 est serrée entre la couronne tronconique 70 et le galet tronconique 82 par respectivement une zone de contact linéaire arrière A-B et une zone de contact linéaire avant C-D Ces deux zones de contact sensiblement linéaire sont comprises dans un plan PXι_χ2 contenant l'axe de rotation X1 de l'arbre de sortie 12 et l'axe de rotation X2 de la roue de démarrage 68
La figure 6 représente schématiquement une coupe de la roue de démarrage 68 et de la couronne tronconique 70 selon le plan PXι-X2
On a représenté sur cette figure les forces mises en œuvre dans le contact entre la portée tronconique arrière 112 de la roue de démarrage 68 et la surface tronconique 74 de la couronne tronconique 70
On supposera que toutes les forces mises en œuvre dans ce contact ont leurs résultantes qui s'exercent sur le milieu M du segment A- B
On déterminera maintenant quelles sont les conditions qui sont remplies pour permettre un entraînement de la roue de démarrage 68 par friction Ces conditions portent essentiellement sur les caractéristiques de la couronne tronconique 70 et de la roue de démarrage 68, puisque le galet tronconique 82, lors de l'entraînement, ne sert qu'à assurer la pression axiale de la couronne tronconique 70 contre la roue de démarrage 68
Le vissage de l'arbre de sortie 12 dans le goulot taraudé 90 du galet tronconique 82 produit la force d'appui axial Fx de la couronne tronconique 70 contre la roue de démarrage 68
La force d'appui axial Fx est parallèle à l'axe X1 et orientée vers l'avant
La force d'appui axial Fx produit contre la roue de démarrage 68 une force d'appui normal Fn perpendiculaire au segment A-B dans le plan Pxι.X2 La force d'appui normal Fn est la composante normale au segment A-B de la force d appui axial Fx
Selon les propriétés de la trigonométrie on détermine la valeur de la force d'appui normal Fn par la formule F,
(1) E.. =• dans laquelle α est le demi-angle au sommet du cône s ff de la surface tronconique 74
La force d'appui axial Fx produit aussi une force d'appui radial Fy contre la roue de démarrage 68
La force d'appui radial Fy est parallèle au rayon de la roue de démarrage 68 dans le plan Pχι-X2 et orientée vers le centre de ladite roue 68.
L'entraînement de la roue de démarrage 68 par la couronne tronconique 70 dépend aussi du couple Cr de résistance à l'entraînement du moteur thermique
Le couple Cr produit une force tangentielle Ft perpendiculaire au pian Px1-χ2 et orientée ICI vers le haut, en sens inverse de la rotation de la roue de démarrage 68 Un couple est égal à la valeur de la force multipliée par la longueur du bras de levier On peut donc calculer la valeur de la force tangentielle Ft par la formule suivante
1 C
(2) F, =-* — — , dans laquelle R112 est la longueur du bras de levier pour
2 ^M2 ce couple, c'est à dire le rayon moyen de la surface tronconique formée par la portée tronconique arrière 112, et le coefficient « — » est du a la
répartition symétrique des forces tangeπtielles sur les deux portées tronconiques 110 et 112 de la roue de démarrage 68
La résultante de la force d'appui normal Fn ajoutée à la force tangentielle Ft est la force de contact Fc qui est contenue dans un plan perpendiculaire au plan Pχι.χ2 et au segment A-B passant par le point M
La force de contact Fc décrit un angle d'entraînement φ avec la force d'appui normal Fn
Selon les propriétés de la trigonométrie on détermine la valeur de l'angle d'entraînement φ par la formule
Figure imgf000019_0001
En combinant cette formule (3) avec les formules déjà obtenues
(1) et (2) pour calculer la force tangentielle F. et la force d'appui normal
Fn, on détermine la valeur de l'angle d'entraînement <b en fonction des caractéristiques des éléments d'entraînement du démarreur 10 et de la roue de démarrage 68 On obtient la formule
Figure imgf000019_0002
Il est connu que deux matériaux en contact possèdent un angle ce glissement δ qui correspond au demi-angle au sommet du cône αe glissement et qui est fonction des caractéristiques des deux matériaux
Pour une valeur d'angle d'entraînement φ égale à la valeur αe l'angle de glissement δ des deux matériaux en contact, les deux matériaux glissent l'un sur l'autre
Dans le cas de l'invention, on cherche à avoir un entraînement par friction de la roue de démarrage 68 par la couronne tronconique 7C On veut qu'il n'y ait pas de glissement entre les deux matériaux en contact Par conséquent, il faut que I angle d entraînement φ soit dans tous les cas inférieur à l'angle de glissement δ
La formule finale (4) nous permet de connaître les paramètres que l'on peut modifier pour obtenir dans tous les cas un entraînement par friction de la roue de démarrage 68 Pour respecter la condition qui porte sur l' angle d' entraînement φ, on chois it des matériaux en contact de manière à obten ir un angle de g lissement δ le plus élevé possible
Dans une variante on choisit un angle α faible Dans ce cas i l faut cependant veiller à ce que la force d' appui radiale Fy ne soit pas trop im portante pour rester compatible avec la tenue mécanique de l'arbre de sortie 1 2 et de ses paliers arrière 24 et avant 26
Dans une autre variante on cherche à avoi r une force d' appui axial Fx élevée La force d' appui axial Fx résulte de la transform ation d u couple du moteur électrique 1 6 par le système vis-écrou constitué par le tronçon fileté 78 de l' arbre de sortie 1 2 et le goulot tara udé 90 du galet tronconique 82 Suivant les lois classiques qu i rég issent cette transformation, Fx sera tributaire d u pas et du coefficient de glissement des filetages La force d' appui axial Fx ne doit cependant pas être trop élevée pour ne pas dépasser les limites admissibles de pression de contact entre le galet tronconique 82 et la roue de démarrage 68
On peut donc dimensionner les com posants du dém arreur 1 0 et la roue de démarrage 68 pour que l' on ait un entraînement sans g lissement entre le galet tronconique 82 et la couronne troncon iq ue 70 lorsque la roue de démarrage 68 est menée
Dans le mode de réalisation préfère représente ici les ang les des cônes formés par le galet tronconique 82 et la couronne tronconique 70 sont identiques Bien entendu, les angles des cônes formés par le ga let tronconique 82 et la couronne tronconique 70 peuvent ne pas être identiques
Dans une variante de réalisation , non représentée , on équi pe les surfaces tronconiques du galet tronconique 82, de la couronne tronconique 70, et de la roue de démarrage 68 de garn itures de friction visant notam ment à faciliter l' entraînement de la roue de démarrage 68
Dans une autre variante de réalisation , non représentée, on choisit les matériaux des surfaces tronconiques en contact de sorte que le coefficient de frottement de la surface tronconique 86 du galet tronconique 82 sur la portée tronconique avant 1 1 0 de la roue de démarrage 68 soit supérieur au coefficient de frottement de la surface tronconique 74 de la couronne tronconique 70 sur la portée tronconique arrière 112 de la roue de démarrage 68
Ces caractéristiques permettent un glissement plus important de la couronne tronconique 70 sur la portée tronconique arrière 112 de la roue de démarrage 68, ce qui permet un vissage plus efficace du galet mobile 82 sur l'arbre de sortie 12
En effet, lorsque la couronne tronconique 70 vient en contact avec la roue de démarrage 68, elle commence par glisser sur la portée tronconique arrière 112 avant d'entraîner la roue de démarrage 68 en rotation Lorsque la couronne tronconique 70 glisse, l'arbre de sortie 12 tourne sans se déplacer vers l'avant et produit ainsi un nouveau vissage du galet tronconique 82 sur le tronçon fileté 78
Dans une variante de réalisation (non représentée) du patin 102, celui-ci est pressé contre le galet tronconique 82 par un électro-aimant commandé Ce mode de réalisation permet par exemple de commander l'arrêt de la pression du patin 102 contre le galet tronconique 82 lorsque le démarreur 10 est dans sa position active Pa
On a représente schématiquement sur les figures 8 et 9 une variante de réalisation du dispositif de freinage dans laquelle la surface cylindrique 85 du galet tronconique 82 comporte des sillons axiaux 126, ou rainures axiales, et dans laquelle la surface de frottement 106 du patin 102 comporte une nervure axiale 128 de forme complémentaire d'une rainure 126 du galet tronconique 82
Bien entendu, la surface de frottement 106 du patin 102 peut comporter plusieurs nervures axiales 128, ou sillons axiaux, complémentaires de rainures 126 du galet tronconique 82
De préférence, les bords d'orientation axiale des rainures 126 et de la nervure 128 sont inclinés ou arrondis, de manière que les rainures 126 et la nervure aient une section, dans un plan transversal à I axe X1 de profil sensiblement triangulaire ou arrondi Sur les figures 8 et 9 on a représenté des profils du type arrondi
Ainsi, au-delà d'un certain couple de freinage du patin 102 sur le galet tronconique 82, la résultante radiale de réaction de la surface cylindrique 85 sur le patin 102 est supérieure à la force d'appui radial exercée par le patin 102 sur la surface cylindrique 85, de sorte que le galet tronconique 82 repousse le patin 102 vers l'extérieur, ce qui lui permet de tourner autour de l'axe X1
On obtient ainsi un couple de freinage élevé au démarrage, pendant que le galet tronconique 82 se déplace axialement vers l'arrière Ce couple de freinage se réduit lorsque le galet 82 tourne à vitesse élevée car, en raison de l'inertie du patin 102, sa nervure axiale 128 n'a plus le temps de descendre dans les rainures axiales 126 de la surface cylindrique 85 Le couple de frottement du patin 102 sur la surface cylindrique 85 est alors proche du couple de frottement du patin 102 sur un cylindre à surface lisse
On choisit des formes de rainures 126 et une pression de ressort 108 sur le patin 102 qui, à basse vitesse de rotation, permettent d'obtenir un couple de freinage supérieur au couple de vissage du galet tronconique 82 sur l'arbre de sortie 12 De préférence, les rainures 126 et la nervure 128 ont une section de profil curviligne, de manière à éviter les profils agressifs qui favorisent le bruit et l'usure
On peut aussi utiliser l'effet d'amortissement pneumatique qui est créé par le déplacement du patin 102 dans sa cheminée 98 pour ralentir la descente de la nervure axiale 128 dans les rainures 126
Dans ce cas, on soigne l'étanchéite de la cheminée 98 au niveau de la rondelle 100 et on dimensionne le patin 102 et la cheminée 98 de manière que le jeu entre la paroi interne de la cheminée 98 et le patin 102 soit faible Selon une autre variante de réalisation (non représentée) du galet tronconique 82, sa surface cylindrique 85 comporte des sillons hélicoïdaux qui tournent en sens inverse par rapport au filetage 78 de l'arbre de sortie 12 La surface de frottement 106 du patin 102 comporte aussi des sillons hélicoïdaux de forme et d'orientation complémentaires des sillons de la surface cylindrique 85
Grâce à ces sillons hélicoïdaux, il se produit un effet de vissage supplémentaire sur le galet tronconique 82, lorsque le patin 102 est en appui radial sur la surface cylindrique 85, ce qui contribue a déplacer axialement le galet tronconique 82 vers l'arrière De préférence, les sillons hélicoïdaux ont une section de profil triangulaire ou arrondi, et le pas qui sépare deux sillons est égal au pas du filetage 78
Dans les modes de réalisation cites ci-dessus, le dispositif αe freinage comporte un seul patin 102 de freinage Bien entendu, on peut prévoir un dispositif de freinage comportant plusieurs patins 102 similaires agissant en parallèle qui de préférence, sont repartis circonférentiellement de manière régulière autour de la surface cylindrique 85 On a représenté à la figure 10 une autre variante de réalisation du dispositif de freinage dans laquelle le patin 102 est de forme annulaire coaxiale au galet tronconique 82, et dans laquelle le galet tronconique 82 comporte une surface de portée tronconique 130 orientée globalement vers l'avant La surface de portée tronconique avant 130 est inclinée vers I axe
X1 et vers l'avant
Le patin annulaire 102 comporte une surface de portée tronconique arrière 132, ou surface de frottement qui est de forme complémentaire à la portée tronconique avant 130 du galet 82 Le patin annulaire 102 est sollicité axialement vers l'arriére contre la surface de portée tronconique avant 130 du galet 82, par un ressort hélicoïdal coaxiai 134 de compression qui est interpose entre .a surface transversale arrière 29 du palier avant 26 du démarreur 10 et la surface transversale avant 136 du patin annulaire 102 Le ressort 134 comporte un retour axial avant 138 qui est encastré dans la face transversale arrière 29 du palier avant 26 et un retour axial arrière 140 qui est encastré dans la face transversale avant 136 du patin annulaire 102, en vue d'arrêter le patin 102 en rotation par rapport au boîtier 48 du démarreur 10 De la même manière que dans le mode de réalisation décrit en référence aux figures 2 à 6, le patin annulaire 102 produit une force αe frottement sur le galet tronconique 82, orientée ici axialement, ce au provoque le déplacement axial, vers l'arriére, du galet tronconique 82 lors du démarrage du moteur électrique 16 On note que, pour provoquer le déplacement axial du galet tronconique 82, la force de frottement du patin annulaire 102 sur la 99
surface de portée tronconique avant 130 du galet 82 doit produire un couple de freinage supérieur au couple de vissage du galet 82 sur l'arbre de sortie 12
Le profil tronconique de la surface de portée avant 130 du galet 82 et de la surface de frottement 132 du patin annulaire 102, grâce a « l'effet de coin », permet d'obtenir un couple de freinage important avec une faible force axiale Cependant, l'angle du cône des portées tronconiques 130, 132 complémentaires du patin 102 et du galet 82 par rapport à l'axe X1 doit être suffisamment important pour éviter tout blocage du patin annulaire 102 par coincement
Selon une variante (non représentée) de ce mode de réalisation le patin annulaire 102 est immobilisé en rotation par rapport au boîtier 48 du démarreur 10 grâce à une extension radiale externe du patin 102, par exemple une cannelure, qui s'étend à l'intérieur d'une rainure interne complémentaire du boîtier 48 du démarreur 10
On a représenté sur les figures 11 et 12 encore une variante de réalisation du dispositif de freinage dans laquelle le patin 102 est une bande élastique, ou feuillard élastique, qui entoure une portion de la surface cylindrique 85 du galet tronconique 82
La bande élastique 102 forme une portion d'anneau qui s'étend ici sensiblement sur 270 degrés autour de la surface cylindrique 85 du galet 82
L'une des extrémités circonferentielles de la bande élastique 102 comporte une languette 142 qui s'étend radialement vers I extérieur et qui est reçue dans une gorge 144 du boîtier 48 du démarreur 10, en vue d'immobiliser le patin 102 en rotation par rapport au boîtier 48
La force de contact, et donc la force de freinage, du patin 102 sur le galet tronconique 82 dépend du diamètre intérieur de I anneau forme par la bande élastique 102 dans son état libre, et du diamètre extérieur de la surface cylindrique 85 du galet 82, et elle dépend aussi de la longueur axiale et de l'épaisseur radiale de la bande élastique 102
Ce type de patin 102 permet de disposer d'une force de freinage importante, avec une pression de contact du patin 102 sur le galet 82 relativement faible, ce qui diminue l'usure et les risques de grippage du dispositif de freinage En effet, la pression de contact est le quotient de la force de freinage sur la surface de contact Or, dans le mode de réalisation décrit ICI, la surface de contact du patin 102 est beaucoup plus importante que pour les patins 102 décrits précédemment De manière similaire aux dispositifs de freinage décrits précédemment, les surfaces de contact du patin 102 et du galet tronconique 82 peuvent comporter un traitement de surface ou un revêtement de matériau qui améliore les caractéristiques de frottement
A titre de variante non représentée, le dispositif de freinage peut être du type électromagnétique ce qui, par rapport aux dispositifs de freinage du type à frottements décrits précédemment, permet notamment de diminuer l'usure des pièces
Le dispositif d'alimentation électrique (non représenté) et de commande (non représenté) du démarreur 10 est adapte a sa nouvelle conception
De préférence on alimente le moteur électrique 16 par un relais dont la bobine de commande est actionnée par la clé de contact du véhicule ou par un autre dispositif connu de commande du démarrage tel qu'un transpondeur Le relais est monté à l'intérieur du moteur électrique 16 ou a l'extérieur du démarreur 10, notamment dans le boîtier 48
Dans une variante de réalisation le relais est dispose sur le cheminement du câble d'alimentation du démarreur 10 par exemple en sortie de batterie d'alimentation Dans une autre variante de réalisation le relais est électronique et permet un démarrage progressif du moteur thermique
Pour obtenir un démarrage progressif, le relais abaisse temporairement la tension d'alimentation du moteur électrique 16 pendant le démarrage en « hachant » le courant d'alimentation du moteur électrique 16
L'invention s'applique à tout type de démarreur 10, avec ou sans réducteur 18
Le réducteur 18 peut être à tram épicycloidal ou d'un autre type
Il suffit d'un élément mobile axialement, dans le démarreur 10 selon l'invention, pour permettre un entraînement de la roue de démarrage 68 par friction Dans une variante de réalisation de l'invention, non représentée, seul le galet tronconique 82 est mobile axialement L'arbre de sortie 12 et sa couronne tronconique 70 sont bloqués en coulissement axial, et la roue de démarrage 68 possède un jeu axial
Dans cette variante, lorsque le moteur électrique 16 entraîne l'arbre de sortie 12 en rotation, le galet tronconique 82, en se vissant sur l'arbre de sortie 12, vient en contact avec la portée tronconique avant 110 de la roue de démarrage 68 pour déplacer celle-ci vers l'arrière
L'entraînement en rotation de la roue de démarrage 68 se produit lorsque la portée tronconique arrière 112 vient en contact avec la surface tronconique 74 de la couronne tronconique 70, sous la pression du galet tronconique 82
Ces quelques différences mises à part, le fonctionnement du démarreur 10 selon cette variante est sensiblement identique à celui qui a été décrit en référence aux figures 1 à 6

Claims
REVENDICATIONS 1. Démarreur (10) de véhicule automobile prévu pour entraîner en rotation une roue de démarrage (68) d'un moteur thermique, du type comportant un arbre de sortie (12) qui est entraîné en rotation par l'arbre d'induit (14) d'un moteur électrique (16), du type dans lequel l'arbre de sortie (12) est muni d'un dispositif d'entraînement (70, 82) de la roue de démarrage (68) par friction, du type comportant au moins un galet tronconique avant (82) d'entraînement qui est prévu pour coopérer avec une portée tronconique avant (110) complémentaire de la roue de démarrage (68) afin de l'entraîner en rotation, du type dans lequel le galet tronconique (82) est monté vissé sur un filetage (78) porté par l'arbre de sortie (12) pour être déplacé axialement vers l'arrière en direction de la roue de démarrage (68) lorsque l'arbre de sortie (12) tourne par rapport au galet tronconique (82) dans un premier sens de rotation, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de freinage (102) qui, lors du démarrage du moteur électrique (16), freine le galet tronconique (82) en rotation, en vue de provoquer le déplacement axial vers l'arrière, du galet tronconique (82), depuis sa position de repos (Pr) jusqu'à sa position active (Pa), dans laquelle le galet tronconique (82) est en contact de friction avec la roue de démarrage (68)
2 Démarreur (10) selon la revendication précédente caractérise en ce que le dispositif de freinage comporte au moins un patin (102) qui est en contact glissant, par une surface de frottement (106), avec une surface d'appui (85, 130) du galet tronconique (82) pour le freiner en rotation
3 Démarreur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque patin (102) est pressé contre la surface d'appui (85) du galet tronconique (82) au moyen d un élément élastique (108) qui sollicite en permanence le patin (102), ou au moyen d un électro-aimant commandé
4 Démarreur (10) selon la revendication précédente, caractérise en ce que la surface d'appui (85) du galet tronconique est une surface cylindrique convexe coaxiale du galet (82), et en ce que la pression contre la surface d'appui (85) est orientée radialement 5 Démarreur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la surface cylindrique (85) comporte des sillons axiaux (126)
6 Démarreur (10) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la surface cylindrique (85) comporte des sillons hélicoïdaux dont le sens d'enroulement est inverse de celui du filetage (78) de I arbre de sortie (12), de sorte que le frottement de chaque patin (102) contre la surface cylindrique (85) produise un effet de vissage qui contribue à déplacer le galet tronconique (82) axialement vers l'arrière
7 Démarreur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le pas des sillons hélicoïdaux est identique au pas du filetage
(78) de l'arbre de sortie (12)
8 Démarreur (10) selon l'une quelconque des revendications 5 à
7, caractérisé en ce que les sillons (126) ont une section transversale de profil sensiblement triangulaire ou arrondi 9 Démarreur (10) selon l'une quelconque des revendications 5 à
8, caractérisé en ce que la surface de frottement (106) de chaque patin (102) comporte des sillons (128) de forme et d'orientation complémentaires des sillons (126) de la surface cylindrique (85)
10 Démarreur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs patins (102) qui sont répartis circonférentiellement de manière régulière autour de la surface cylindrique (85)
11 Démarreur (10) selon la revendication 3, caractérise en ce que la surface d'appui est une surface d'épaulement annulaire (130) du galet (82) qui est orientée vers l'avant, et en ce que la pression contre la surface d'épaulement (130) est orientée axialement vers l'arrière
12 Démarreur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la surface d'épaulement (130) est tronconique inclinée vers l'axe (X1) et vers l'avant 13 Démarreur (10) selon la revendication 11 ou 12 caractérisé en ce qu'il comporte un seul patin annulaire (102) coaxiai au galet tronconique (82), et en ce qu'il comporte des moyens (138, 140) pour immobiliser le patin (82) en rotation par rapport au boîtier (48) du démarreur (10) 14 Démarreur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la surface de frottement (132) du patin est sensiblement complémentaire de la surface d'épaulement (130) du galet tronconique (82)
15 Démarreur (10) selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce que le patin (102) est pressé axialement contre la surface d'épaulement (130) au moyen d'un ressort (134) de compression qui est coaxiai au galet tronconique (82) et qui est interposé entre le boîtier (48) du démarreur (10) et le patin (102)
16 Démarreur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le ressort (134) comporte un retour axial avant (138) qui est encastré dans une face transversale arrière (29) d'un palier avant (26) du boîtier (48) du démarreur (10), et un retour axial arrière (140) qui est encastré dans une face transversale avant (1*36) du patin (102) en vue d'arrêter le patin (102) en rotation par rapport au boîtier (48) du démarreur (10)
17 Démarreur (10) selon la revendication 15, caractérisé en ce que le patin (102) comporte un prolongement radial externe qui s étend à l'intérieur d'une rainure axiale du boîtier (48) du démarreur (10) en vue d'immobiliser le patin (102) en rotation par rapport au boîtier (48) du démarreur (10)
18 Démarreur (10) selon la revendication 4, caractérise en ce que le patin (102) est une bande élastique qui entoure une portion de la surface cylindrique (85) du galet (82), et qui comporte une languette (142) s'étendant sensiblement radialement vers l'extérieur, la languette (142) étant reçue dans un logement, ou gorge (144), du boîtier (48) du démarreur (10) en vue d'immobiliser le patin (102) en rotation
19 Démarreur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la bande élastique (102) forme une portion d'anneau qui s'étend sensiblement sur 270 degrés autour de la surface cylindrique (85) du galet (82)
20 Démarreur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface d'appui (85, 130) du galet tronconique (82) et/ou la surface de frottement (106, 132) du patin (102) comporte un traitement de surface ou un revêtement de matériau qui améliore les caractéristiques de frottement
21 Démarreur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un élément élastique de rappel (94) est interposé entre le galet tronconique (82) et l'arbre de sortie (12) pour rappeler le galet tronconique (82) vers sa position de repos (Pr)
22 Démarreur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'élément élastique de rappel (94) est un élément élastique de compression qui prend appui vers l'arrière sur un epaulement (80) de l'arbre de sortie (12) et vers l'avant sur un epaulement (92) du galet tronconique (82)
23 Démarreur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérise en ce que le dispositif d'entraînement (70, 82) comporte une couronne tronconique arrière d'entraînement (70) qui est solidaire en rotation et en déplacement axial de l'arbre de sortie (12), et qui est prévue pour coopérer avec une portée tronconique arrière complémentaire (112) de la roue de démarrage (68), et en ce que I arbre de sortie (12) est monte coulissant axialement par rapport a l'arbre d'induit (14) pour permettre le déplacement axial vers l'avant de la couronne tronconique (70) en direction de la roue de démarrage (68), lorsque l'arbre de sortie (12), sous l'effet de son vissage dans le galet tronconique avant (82) et de la venue en contact de friction de ce dernier contre la roue de démarrage (68) se déplace axialement vers I avant jusqu'à la venue en contact de friction de la couronne tronconique (70) avec la roue de démarrage (68)
24 Démarreur (10) selon la revendication précédente caractérise en ce que l'arbre de sortie (12) est monte sur l'arbre d induit (14) par l'intermédiaire d'un réducteur (18) dont la partie tournante (36, 40) est solidaire de l'arbre de sortie (12) en déplacement axial, et en ce que la partie tournante (36, 40) du réducteur (18) coulisse axialement sur l'arbre d'induit (14) et sur la partie fixe (44) du réducteur (18)
25 Démarreur (10) selon la revendication 23 ou 24, caractérisé en ce que l'angle du tronc de cône du galet tronconique (82) est identique à l'angle du tronc de cône de la couronne tronconique (70)
26 Démarreur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérise en ce que les surfaces tronconiques (110 112 86, 74) de la roue de démarrage (68), du galet tronconique (82) et/ou de la couronne tronconique (70) comportent des garnitures de friction
27 Démarreur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérise en ce que le moteur électrique (16) est alimente par un relais dont une bobine de commande est actionnée par une clé de contact.
28. Démarreur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le relais produit un démarrage progressif en abaissant temporairement la tension d'alimentation du moteur électrique (16) par hachage du courant d'alimentation.
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