WO2006003285A1 - Demarreur, notamment de vehicule automobile, equipe d’un lanceur a roue libre par friction - Google Patents

Demarreur, notamment de vehicule automobile, equipe d’un lanceur a roue libre par friction Download PDF

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WO2006003285A1
WO2006003285A1 PCT/FR2005/001373 FR2005001373W WO2006003285A1 WO 2006003285 A1 WO2006003285 A1 WO 2006003285A1 FR 2005001373 W FR2005001373 W FR 2005001373W WO 2006003285 A1 WO2006003285 A1 WO 2006003285A1
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WO
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pinion
coupling piece
driver
integral
spring
Prior art date
Application number
PCT/FR2005/001373
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Inventor
Benoit Dupeux
Olivier Gizolme
Christian Mornieux
André PIREYRE
Gilles Vadin-Michaud
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Valeo Equipements Electriques Moteur
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Publication date
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Definitions

  • Starter in particular of a motor vehicle, equipped with a freewheeling launcher by friction.
  • the invention relates to a starter for a combustion engine, in particular a motor vehicle, having a ring gear with a ring gear, comprising an output shaft with teeth, a launcher, a pinion belonging to the launcher, an engine electrical device for rotating the output shaft mechanically coupled to the launcher mounted to slide axially on the output shaft between a rear rest position, and a forward engagement position of the launcher gear with the flywheel start bezel of the combustion engine, said launcher comprising: a driver controlled by a control means between its rear and front positions, and equipped with drive splines engaged with the complementary teeth of the output shaft, a coupling piece of the pinion to the driver via a mechanical freewheel linkage formed according to a friction clutch, having a first friction surface in one of the pinion-driver elements, and a second integral friction surface of the other pinion driver elements, and an elastic device for initiating self-locking of the freewheel.
  • a starter 10 according to the prior art comprises an electric motor 11 having a yoke 15, a stator 12 and a rotor 13 mounted coaxially, the stator 12 surrounding the rotor 13, which is mounted on a rotating shaft 14.
  • the stator 12 is housed inside the cylinder head 15, which is secured to the support 16 of the starter, intended to be fixed on a fixed part of the motor vehicle.
  • the rotor 13 comprises a rotor winding in connection with a manifold 17 secured to the shaft 14 of the electric motor 11.
  • the starter 10 also comprises an electromagnetic contactor 18 extending parallel to the electric motor 11 by being implanted radially above it.
  • the switch 18 is equipped with an excitation coil B, a movable contact 27 carried by a control rod (not referenced) and terminals 19, 20 of power supply.
  • the terminals 19, 20 are shaped to each form a fixed contact inside the insulating cover 21.
  • One of the terminals 19 is intended to be connected to the positive terminal of the battery, the other 20 is connected via a cable 22 to the brush holder 17 'associated with the collector 17, here of the frontal type or Radial variant of the axial type.
  • FIG. 2 shows a closing element of the yoke 15 bearing a rear bearing for the shaft 14 as described in the document FR A 2 796 990.
  • the contactor 18 also comprises a movable core 23, a fixed core 24, a coil support (not referenced) surrounding a guide sleeve (not referenced) of the movable core 23 and a tank (not referenced) for housing the coil B
  • This tank is assembled to the cover 21, here by crimping.
  • a breaking spring not referenced
  • the mobile core 23 is attracted by magnetic attraction towards the fixed core 24 to simultaneously cause the displacement, via the control rod, of the movable contact 27 towards the fixed contacts of the contactor 18 and actuating a control means 25 of the launcher 26 to control the movement thereof between a rear rest position ( Figure 1) and a front position meshing with a crown start gear 300 connected in rotation, possibly elastically, with the flywheel of the combustion engine of the motor vehicle.
  • the control means 25 consists of a control lever 25.
  • a return spring 42 resting on the tank and on a collar integral with the movable core, is mounted around the mobile core 23 to urge it towards the rear position of rest.
  • a spring 41 said spring teeth against teeth, is housed inside the core 23, and cooperates with the upper end of the lever 25 connected to the movable core 23 via a rod 43 connected to an axis 44.
  • This spring 41 acts between the bottom of its housing belonging to the core 23 and an end shoulder belonging to the rod 43, whose other end cooperates with the upper end of the lever 25 via the axis 44.
  • the electric motor 11 When the movable contact 27 comes into engagement with the fixed contacts of the terminals 19, 20 of the contactor 18, the electric motor 11 is electrically powered via the terminals 19, 20, so that the shaft 14 rotates, and drives the output 28, which is mounted in a bearing 29 before the support 16.
  • the front end of the shaft 14, opposite the collector 17, is configured to form a sun gear belonging to an epicyclic gear train constituting a gearbox
  • the gear train comprises a gears gear, which is interposed between the output shaft 28 and the aligned shaft 14 of the electric motor 11. This gear has a fixed gear ring internally toothed to engage the sun gear (not referenced) of the gear unit 30.
  • a bearing intervenes radially between the front end of the shaft 14 and the rear end of the shaft 28 with a blind hole for receiving the bearing.
  • the control lever 25, here in the form of a fork, is coupled by its upper part to the movable core 23 via the rod 43 and the spring 41, and comprises in its intermediate part a pivot axis 31 for its pivotal mounting in the starter.
  • the lower part of the fork-shaped lever 25 is mounted in an annular groove 133 of the driver 33 and has profiled fingers or pads for action on the flanks of the driver's throat.
  • the axis 31 here comprises two sections extending from opposite faces of the body of the lever 25, here made of plastic, being advantageously molded with the lever 25. These sections are pivotally mounted for example in a bearing. two parts having a first portion connected to the support 16 being advantageously molded therewith and a second portion formed vis-à-vis forming a shim between the actuator 18, more precisely the tank thereof, and the cylinder 15 as written in the document FR A 2,699,605 filed 23/12/1992.
  • the wedge which carries two perforated axial wings for mounting the sections of the axis 31, the lever being interposed between the two wings, one of which is visible at 131 in FIG.
  • the fixed ring gear of the gearbox comprises an extension shaped to provide a function of articulation of the lever 25.
  • the extension consists of two radially projecting lugs and shaped to receive the sections of the axle 31.
  • it is provided a fixed base plate interposed between the support 16 and the cylinder head 15 as described in document FR A 2 725 758. This is the base plate which then carries a hinge support for the axis 31.
  • the lever is pivotally mounted on a fixed hinge support 131 of the starter in favor of an axis integral with one of the lever elements - fixed hinge support knowing that one can reverse the structures.
  • the launcher 26 is slidably mounted on the output shaft 28, and comprises a drive pinion 32, a driver 33 actuated by the fork of the pivoting control lever 25, and a free wheel 34 interposed axially between the driver 33 and the gear wheel 32.
  • the driver 33 is internally provided with helical splines in complementary engagement with external helical teeth 36 carried by the output shaft 28.
  • the launcher 26 is thus animated by a helical movement when it is moved. by the lever 25 in the direction of a fixed stop 35 fixed to the shaft 28 to come into position before meshing, through its pinion 32, in engagement with the ring gear 300 of the combustion engine of the motor vehicle.
  • the freewheeling starter 26 is equipped with a friction clutch, here frustoconical, for coupling the pinion 32 to the driver 33.
  • a friction clutch is of the type described in document FR-A-2,826,696. (WO 03/002870). It comprises two concave and convex complementary surfaces, for example frustoconical, cooperating by friction and respectively integral with the pinion 32 and the driver 33 for the transmission of the starting torque.
  • FR-A-2 826 696 in particular on pages 13 and 14 thereof.
  • the clutch is locked in an engaged position when the electric motor 11 of the starter drives the starting ring gear of the internal combustion engine during starting (driving phase), and is released automatically at the end of starting when the ring gear drives.
  • the pinion 32 at a speed of rotation greater than that of the driver 33 (freewheel phase).
  • the pinion 32 and the driver 33 of the launcher 26 each have a central bore for the passage of the output shaft 28.
  • the pinion 32 of the launcher 26 is secured to a coupling piece of the pinion 32 to the coach 33.
  • This coupling piece is provided at its outer periphery with a first friction surface 37 concave, here frustoconical.
  • the friction surface 37 belongs to the inner periphery of a skirt of the coupling piece secured here to the pinion 26.
  • the lining 37 is attached.
  • the driver 33 is equipped at its inner periphery with driving spiral splines 38 engaged with the complementary teeth 36 formed at the outer periphery of the output shaft 28.
  • the driver 33 is also equipped externally with a groove.
  • This lining 39 is based on thermosetting plastic or thermoplastic, advantageously loaded, to obtain the desired coefficient of friction with low wear.
  • the lining 39 is anchored in an annular housing of the driver 33, and has at its periphery a second convex friction surface 40 cooperating in a complementary manner and coaxial with the first friction surface 37 to form a frustoconical friction clutch constituting a connection.
  • freewheel mechanism here disengageable, between the pinion 32 and the driver 33.
  • the friction surfaces are shaped to form a semi-spherical friction clutch.
  • a cover (not referenced) is crimped on a projection of the coupling piece and intervenes axially between the gasket 39 and the coupling piece.
  • the coupling piece is integral with the driver so that the surface 37 belongs to the driver and the surface 39 to the pinion.
  • a first disadvantage of such a solution is that, depending on the geometrical dispersion of the starter parts, the actuating force exerted by the lever 25 on the driver 33 during the excitation of the contactor 18 would be very high, causing therefore, an increase in the mechanical pressure of the liner 39 on the first friction surface 37. This high contact pressure in the friction clutch would cause premature wear of the friction clutch, with formation in more than one embodiment. significant residual drag torque that could degrade the freewheel function of the launcher 26.
  • a second disadvantage of this solution with negative clearance is the mechanical shock to be received by the stop 35 at each docking of the pinion 32 in the training phase.
  • an elastic washer axially acting can be mounted axially compressed inside the freewheel, this washer is then interposed between a radial front shoulder of the friction lining, integral in this case with the coach, and the inner face of the aforementioned hood crimped on the coupling piece, so as to resiliently solicit the friction surfaces in contact with each other. This results in a predetermined axial force which applies the friction surfaces against each other.
  • the spring washer can also be replaced by a helical compression spring or belong to the hood.
  • Such a washer in general such an elastic device for initiating self-locking of the free wheel by friction is described in documents FR A 2,826,696 (WO 03/002870) and FR A 2,772,433 (US A 6 237,442).
  • the object of the invention is to provide a starter equipped with a freewheeling launcher that overcomes the aforementioned drawbacks, and reliably initiates internal self-locking of the launcher in training phase.
  • Another object of the invention is to improve the freewheeling operation of the launcher. Another object of the invention is to increase the life of the starter.
  • the starter according to the invention of the type in which the coupling piece is integral with one of the pinion-drive elements is characterized in that the elastic device comprises at least one priming spring integrated in the launcher between the piece of coupling and the other of the gear-pinion elements, said second element, so as to move the two friction surfaces away from each other in the rest position of the launcher, while creating a friction-resistant torque to initiate said self-locking of the freewheel.
  • the presence of the priming spring causes an axial or radial action to obtain a drag torque friction between the driver and the pinion, while the friction surfaces are spaced apart at rest, the rest position of the friction clutch corresponding to the rest position of the launcher.
  • This drag torque is sufficient to precisely initiate self-locking of the launcher during the training phase, but remains relatively low so as not to significantly decrease the speed differential in freewheeling phase and not to obliterate the action of the spring teeth against teeth.
  • the priming spring makes it possible to reduce the contact pressure between the friction surfaces and to detach the friction surfaces relative to one another because it is arranged in the launcher so as to move the drive away from the pinion, which reduces wear and improve freewheel operation.
  • the priming spring has a filter function because it also dampens vibrations and especially shocks when the friction surfaces come into contact with each other. The matting phenomena of the friction surfaces are therefore reduced. The friction surfaces of the free wheel are thus provided in all phases so that the life of the starter is increased.
  • the friction clutch of the freewheel is of frustoconical shape
  • greater latitude is provided for modifying the angle of the friction surfaces because the priming spring is arranged in the launcher so as to move the coach away from the pinion.
  • the angle of the friction surfaces can be increased or decreased.
  • the friction clutch is semi-spherical shape also has greater latitude to change the radius of curvature.
  • the stiffness of the priming spring can be determined with less precision as this spring has an action that time to move the driver away from the pinion and release the friction surfaces.
  • a stop is secured to the coupling piece which comprises, on the opposite side to the stop, a bottom secured to the pinion and the priming spring is arranged between the bottom of the coupling piece and the front face of the coach for exerting an axial action tending to apply the coach on the stop;
  • the friction surface of the driver belongs to a friction lining integral with the driver and the priming spring is arranged between the bottom of the coupling piece and the front face of the driver to exert an axial action tending to apply the rear face of the friction lining against the stop;
  • the abutment is advantageously formed by a radial flange;
  • the priming spring may be an elastically deformable washer in the axial direction, such as a Belleville washer;
  • the spring is formed by a helical compression spring;
  • the priming spring is arranged between the inner periphery of the coupling piece and the outer periphery of the second non-integral element of the coupling piece to create a radial frictional action between the driver and the pinion;
  • the priming spring comprises a corrugated elastic blade arranged between the inner periphery of the coupling piece and the outer periphery of the second non-integral element of the coupling piece to create a radial frictional action between the driver and the pinion;
  • the corrugated elastic blade is wedged in a cylindrical extension extending the skirt that includes the coupling piece.
  • the coupling piece is integral with the pinion and the priming spring acts between the rear face of the bottom of the coupling piece and the front face of the coach or between the skirt of the piece of equipment. hitch and coach.
  • the coupling piece is integral with the driver and the priming spring acts between the front face of the bottom of the coupling piece and the rear face of the pinion or between the skirt of the coupling piece and the pinion.
  • priming springs can be provided. These springs are mounted for example in series or intervene staggered.
  • FIGS. 1 is a schematic perspective view and partially cut away at the starter, a starter known according to the prior art;
  • Figure 2 shows an axial sectional view of the starter of Figure 1;
  • FIGS. 1 is a schematic perspective view and partially cut away at the starter, a starter known according to the prior art;
  • FIGS. 3 and 4 show schematic views of a known launcher in the driving phase, respectively with a play against positive stop (no friction cone plating in the clutch), and negative (cladding of the two surfaces of the clutch); friction of the clutch);
  • Figures 5 to 7 show axial sectional views of three embodiments according to the invention, each making use of a priming spring integrated in the launcher;
  • Figure 8 is a vertical sectional view along the line 8-8 of Figure 7, showing the shape of the spring acting radially between the driver and the bell.
  • FIGS. 5 to 8 the same reference numerals will be used to designate parts identical or similar to those of FIGS. 1 to 4.
  • the control lever 25 and the FIG. contactor are identical or similar to those of FIGS. 1 to 4.
  • the launcher 26 comprises a drive gear 32, a driver 33, adapted to be actuated by the fork of the control lever 25 of FIG. 1, and a free wheel 34 formed by a friction clutch, here of frustoconical shape alternatively semi-shery form.
  • the latter is provided with two friction surfaces 37, 40 of annular and complementary shape. These surfaces are concave and convex.
  • the first friction surface 37 is carried internally by the frustoconical skirt 48 of a bell-shaped coupling piece 45 directed towards the driver 33.
  • the skirt 48 is delimited axially by a bottom 46 integral with the pinion 32 and a stop 47 back integral with the coupling piece 45 at the free end of larger diameter.
  • the skirt 48 and the coupling piece 45 are parts of revolution.
  • the bottom 46 extends radially between the skirt 48 and the pinion 32, and has a planar and annular bearing surface 49 arranged opposite the front face.
  • the stop 47 is formed by an annular flange radially flanking the lining 39.
  • the bottom 46 is attached by welding, for example of the laser type, to the pinion 32 having for this purpose a non-referenced tubular extension.
  • the pinion 32 and the coupling piece constitute a single piece made of one and the same material or bi material, for example bi-material sintering as in FIGS. 1 and 2 or in FIG. 3 of the WO document.
  • the bottom 46 is inclined as can also be seen in FIG. 3 of this document WO 03/002870.
  • the stop 47 consists of an embodiment in a circlip as in Figure 8 of WO 03/002870.
  • the skirt 48 internally bears the friction surface 37, formed by the inner periphery of the skirt in FIGS. 5 to 8, and has at its free end a housing, such as a groove, for mounting a circlips to cooperate with the trainer and make captive parts of the launcher that is thus manipulable and transportable.
  • this circlip is replaced by a rim or tongues of radial orientation obtained (s) by folding inward of the free end of the skirt.
  • the abutment is constituted by a cover crimped on the free end of the skirt, which has a protrusion for this purpose, as in FIGS. 1 and 2.
  • the free end of the skirt has blind mortises, while the abutment has radial tenons at its outer periphery engaging complementary manner in the grooves of axial orientation.
  • the abutment is molded with the skirt of the coupling piece.
  • the second friction surface 40 in FIGS. 5 to 8, is located on the lining 39 at the outer periphery of the driver 33, and extends parallel to the first friction surface 37, but over a shorter axial distance .
  • the friction surfaces 37, 40 are complementary.
  • the lining 39 is secured to the driver by being for example fixed by gluing in an annular housing thereof or alternatively fixed by the overmolding technique on the driver advantageously plastic so that the liner 40 is anchored in the coach.
  • the size of the abutment 47 is defined in such a way that it can cooperate with the rear face of the lining 39 (see FIGS. 5 to 7).
  • the blocking of the freewheeling caster 34 by friction is obtained by the combined action of the splines of the driver 33, driven by the electric motor via the teeth of the output shaft, and the cone friction after engagement of the two friction surfaces 37, 40.
  • the electric motor 11 drives the pinion 32 and the ring gear for starting the internal combustion engine.
  • the clutch is released in the freewheeling phase when the combustion engine drives the pinion 32 at a speed of rotation greater than that of the driver 33.
  • the driver 33 comprises an annular groove 133 for receiving the fork-shaped lower part of the lever 25 of FIG. 1.
  • the invention proposes to initiate the internal self-locking of the freewheel 34 in the driving phase and to separate the friction surfaces 37,40 in freewheeling phase.
  • the initiation of the self-locking is provided by an elastic device 51 internal to the free wheel 34, shaped according to a friction clutch, and intended to generate a low intensity drag force and to release the friction surfaces in the wheel phase free.
  • this ignition device 51 generates a frictional drag torque between the driver 33 and the pinion 32, said torque being sufficient to initiate the self-locking of the launcher 26 in training phase, but relatively low not to significantly reduce the speed differential in the freewheel phase.
  • the initiation of the self-locking of the friction clutch is provided by an elastic device 51 integrated in the launcher, with formation of a reaction between one of the driver elements 33-pinion 32 and the piece coupling 45 secured to the other of the 32-coach 33 gear elements.
  • the reaction is of the axial type in FIGS. 5 and 6, and radial in FIGS. 7 and 8.
  • the axial action exerted by the priming device 51 within the launcher is less than the axial action exerted by the spring against teeth (see FIG. 2) at the level of the driver 33.
  • the coupling piece 45 is integral with the pinion while being in one piece or attached to its attachment in the aforementioned manner so that the elastic device 51 is arranged axially between the rear face of the pinion. 32 and the front face of the driver 33 in Figures 5 and 6 and radially between the inner periphery of the coupling piece and the outer periphery of the driver in Figures 7 and 8.
  • the elastic device 51 comprises a spring R1 constituted for example by an elastically deformable washer in the axial direction, such as a washer of the Belleville type.
  • the spring R1 is interposed between the rear bearing surface 49 of the bottom 46 of the coupling piece 45, and the front face 50 of the driver 33 so as to move the two friction surfaces 37, 40 away from each other. the other, unlike the device of FR-A-2772433 and WO 03/002870 where the self-priming is carried out by contact of the two complementary friction surfaces of concave and convex shape.
  • the spring 51 is supported at its outer periphery on the front face of the lining 39 belonging to the front face 50 of the driver, while at its inner periphery it bears on the surface 49 of the bottom 46.
  • the rear face of the lining 39 of the friction clutch is held against the stop 47 of the skirt 48, to generate a residual torque by friction between the coupling piece 45 and the coach 33.
  • the presence of this spring R1 initiation causes a friction drag torque between the driver 33 and the pinion 32, said torque being sufficient to initiate self-locking of the launcher 26 in training phase, but relatively low so as not to significantly decrease the differential speed in freewheeling phase.
  • This freewheeling phase is carried out according to a first step in which the friction surfaces are in contact with reduction of the contact pressure and a second step in which the friction surfaces are detached from one another under the action of the priming spring.
  • the spring R1 is replaced by a coil spring R2 compression wedged between the front face 50 of the driver 33 and a shoulder of the bottom 46.
  • the effect of this spring R2 is identical to that of Figure 5, and results in a plating force of the liner 39 against the stop 47 of the skirt 48 with spacing of the two friction surfaces 37, 40.
  • the elastic device 51 comprises a spring R3 radial action, formed by an annular and corrugated elastic blade.
  • the blade is interposed between a cylindrical extension 52 of the skirt 48, and the peripheral surface of the lining 39.
  • the friction surfaces 37, 40 remain spaced in the rest position, and the permanent friction effect of the spring R3 against the workpiece coupling 45 and the lining 39, allows the clutch to self-priming following the formation of a resistant torque between the pinion 32 and the coach 33. This effort depends on the applications and is chosen not to disturb unduly the movement of the coach relative to the pinion.
  • the frustoconical skirt 48 is extended at its free end by a generally U-shaped annular portion, the axially oriented annular bottom of which is constituted by the cylindrical extension 52 forming a spacer between two branches.
  • radial orientation directed towards the axis of the launcher coincides with the axis of the output shaft of Figure 1.
  • One of its branches is a connecting portion of the spacer 52 to the skirt 48, while the Another branch, of greater length, constitutes the abutment 47 adapted to cooperate with the rear face of the lining 39.
  • the aforesaid U-shaped portion constitutes a groove-like housing for the corrugated spring R3.
  • the annular lining 39 has at its outer periphery a first portion constituting the friction surface 40. This portion is extended by a second portion 140 of cylindrical shape, that is to say a second annular portion of orientation axial. This portion 140 is a bearing portion for the corrugations of the spring R3 as shown in FIG. 8. This spring R3 therefore intervenes between the inner periphery of the spacer 56 belonging to the inner periphery of the coupling piece and the portion 140 belonging to the outer periphery of the driver 33.
  • the spring R1 of Figure 5 can be replaced by an axially corrugated washer. Alternatively it is an elastomer washer. R1 washer solutions are more axially compact than those in Figure 6.
  • the spring R2 of Figure 6 provides a longer elastic stroke and is alternatively variable pitch to obtain a better progressiveness.
  • the driver 33 may also be provided with a shoulder for centering the spring R2.
  • the bottom 46 is alternatively provided with a centering shoulder of the inner periphery of the washer R2.
  • the structures can be reversed in FIG. 7 so that the groove is formed in the lining 39, the bearing portion 140 constituting the bottom of the groove.
  • the spacer is connected directly to the free end of the skirt.
  • the spring R3 is alternatively in a ring for example in contact with the extension 52 connecting to the skirt 48, while the abutment is attached to the spacer to be able to mount the ring of the spring R3.
  • This ring of the spring R3 has at its inner periphery lugs distributed circumferentially for contact with the portion 140.
  • the free end of the tabs is advantageously rounded.
  • the tabs are advantageously inclined.
  • the ring of the spring R3 is in an embodiment fixed, for example by gluing, on the extension 52 so that the presence of a groove is not necessary.
  • the spring R3 is supported in all cases on the extension 52 and the portion 140.
  • the initiation device 51 comprises, in a variant, several springs connected in series, for example two Belleville washers with mounting of a separating washer between the two Belleville washers.
  • the springs are delayed and staggered action, a first spring intervening first and then two springs.
  • the parts of the launcher 26 can also be reversed.
  • the skirt with the friction surface 37 is alternatively integral with the driver 33, and the second convex friction surface 40 is in this case integral with the pinion 32.
  • the springs R1 and R2 in this case act between the front face of the bottom of the coupling piece constituting the front face of the driver and the rear face of the pinion arranged opposite the front face of the bottom of the coupling piece. .
  • the spring R3 intervenes between the inner periphery of the coupling piece and the outer periphery of the pinion, the portion 140 is then close to the pinion.
  • the springs R1 and R2 intervene between the front face of the driver and the rear face of the pinion 32 arranged facing the front face of the driver, while the spring R3 intervenes radially between the inner periphery. of the skirt and the pinion-coach element which is not integral with the skirt.
  • the skirt with its inclined bottom or radial orientation can be in one piece or be reported on the element which it is secured.
  • the invention also applies to a starter without speed reducer 30 between the electric motor 11 and the launcher 26.
  • the shaft 14 is also the output shaft.
  • the collector 17 of the electric motor 11 can be indifferently of the radial or axial type.
  • the driver 33 and the pinion 32 may therefore be metal or sintered material.
  • the driver 33 and the lever 25 are preferably made of plastic to easily obtain by molding the desired shape for these parts.
  • One of the flanks of the groove 133, the one closest to the free wheel 34, may be coated with a metal part, for example by overmolding.
  • the other side, the furthest from the freewheel 34, is advantageously metallic while being attached to the driver, for example by overmolding.
  • This flank consists for example of a metal washer. In this case we always get a metal contact on plastic material.
  • the switch 18 is alternatively remote and extends for example perpendicularly to the shaft 14 of the motor 11 in the vicinity of the rear bearing of the shaft 14 as described in document FR A 2 843427.
  • the connecting rod to the core mobile which acts on the upper part of the lever 25, is connected to the movable core by a second rod acting on the spring teeth against teeth and a return mechanism intervening between the two rods.
  • the rod 43 thus acts directly or indirectly on the spring teeth against teeth.
  • the pinion 32 is alternatively of the outgoing type with respect to the support 16 as described in document FR A 2,745,855.
  • the lever 25 carries an axis 31 for its pivotal mounting on a fixed hinge support 131 of the starter 25 ( Figure 2). In a variant, it is the fixed hinge support which carries the axis, the lever being perforated for passage of the axis.
  • the contactor is mounted coaxially with respect to the electric motor so that the launcher acts as a mobile core as described in document FR A 2 841 941 to which reference will be made.
  • the control means for moving the launcher is not necessarily a lever.
  • At least one coating is provided for the support 49, 50, 52, 140 of the priming spring.
  • the front face 50 of the driver 33 preferably plastic, is constituted by a metal washer integral with the driver. It may be the same with regard to the rear face 49 of the coupling piece.
  • the bearing portion 140 is a metal variant.
  • the coating is an anti-noise material.
  • the friction surface 40 may be formed directly at the outer periphery of the driver, while the friction surface 37 may belong to a friction lining attached to the inner periphery of the skirt of the coupling piece.
  • the skirt 48 can therefore be of cylindrical shape.
  • the starter is a starter for a combustion engine, also called a heat engine, of a motor vehicle, such as a light or heavy vehicle, or a boat.
  • a combustion engine also called a heat engine
  • the invention applies, of course, in the case where the combustion engine is stationary and serves for example to drive at least one power take-off.
  • the combustion engine can be stationary and drive, advantageously via a clutch, a motion transmission shaft. All combinations are possible.

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Abstract

Un démarreur comprend un moteur électrique (11) accouplé mécaniquement à un lanceur (26) comprenant un entraîneur (33), une pièce d'attelage (45) du pignon (32) à l'entraîneur (33) par l'intermédiaire d'une liaison mécanique à roue libre (34) conformée selon un embrayage à friction, et un ressort d'amorçage (R1) intégré dans le lanceur (26) entre la pièce d'attelage (45) et l'entraîneur (33), de manière à écarter les deux surfaces de friction (37, 40) l'une de l'autre en position de repos de l'embrayage à friction, et à créer un couple résistant par frottement pour amorcer de façon fiable l'autoblocage de la roue libre (34).

Description

Démarreur, notamment de véhicule automobile, équipé d'un lanceur à roue libre par friction.
Domaine technique de l'invention
L'invention est relative à un démarreur pour un moteur à combustion, notamment de véhicule automobile, doté d'un volant à couronne dentée de démarrage, comprenant un arbre de sortie doté de dentures, un lanceur, un pignon appartenant au lanceur, un moteur électrique pour entraîner en rotation l'arbre de sortie accouplé mécaniquement au lanceur monté à coulissement axial sur l'arbre de sortie entre une position arrière de repos, et une position avant d'engrènement du pignon du lanceur avec la couronne dentée de démarrage du volant du moteur à combustion, ledit lanceur comprenant: un entraîneur piloté par un moyen de commande entre ses positions arrière et avant, et équipé de cannelures d'entraînement en prise avec les dentures complémentaires de l'arbre de sortie, une pièce d'attelage du pignon à l'entraîneur par l'intermédiaire d'une liaison mécanique à roue libre conformée selon un embrayage à friction, comportant une première surface de friction portée par l'un des éléments pignon - entraîneur, et une deuxième surface de friction solidaire de l'autre des éléments entraîneur -pignon, et un dispositif élastique pour amorcer l'autoblocage de la roue libre.
Etat de la technique
En référence aux figures 1 et 2, un démarreur 10 selon l'art antérieur comporte un moteur électrique 11 doté d'une culasse 15, d'un stator 12 et d'un rotor 13 montés de manière coaxiale, le stator 12 entourant le rotor 13, lequel est monté sur un arbre 14 rotatif. Le stator 12 est logé à l'intérieur de la culasse 15, laquelle est solidaire du support 16 du démarreur, destiné à être fixé sur une partie fixe du véhicule automobile. Le rotor 13 comporte un bobinage rotorique en liaison avec un collecteur 17 solidaire l'arbre 14 du moteur électrique 11.
Le démarreur 10 comporte également un contacteur 18 électromagnétique s'étendant parallèlement au moteur électrique 11 en étant implanté radialement au-dessus de celui-ci. Le contacteur 18 est équipé d'une bobine B d'excitation, d'un contact mobile 27 porté par une tige de commande (non référencée) et de bornes 19, 20 d'alimentation électrique. Les bornes 19, 20 sont conformées pour former chacune un contact fixe à l'intérieur du capot 21 isolant. L'une des bornes 19 est destinée à être reliée à la borne positive de la batterie, l'autre 20 est connectée par l'intermédiaire d'un câble 22 au porte-balais 17' associé au collecteur 17, ici du type frontal ou radial en variante du type axial. On voit à la figure 2 un élément de fermeture de la culasse 15 portant un palier arrière pour l'arbre 14 comme décrit dans le document FR A 2 796 990.
Le contacteur 18 comporte également un noyau mobile 23, un noyau fixe 24, un support de bobine (non référencé) entourant un manchon de guidage (non référencé) du noyau mobile 23 et une cuve (non référencée) servant au logement de la bobine B. Cette cuve est assemblée au capot 21 , ici par sertissage. Le noyau fixe 24, par l'intermédiaire de son ouverture centrale, sert de guide à la tige de commande du contact 27 soumis à l'action d'un ressort de coupure (non référencé) intervenant entre le capot 21 et le contact mobile 27. A la figure 2, pour plus de clarté, on a supprimé en partie la bobine B et son support, ainsi qu'une partie du noyau fixe 24 et du manchon de guidage.
Lors de l'excitation de la bobine B, le noyau mobile 23 est attiré par attraction magnétique en direction du noyau fixe 24 pour provoquer simultanément le déplacement , via la tige de commande, du contact mobile 27 en direction des contacts fixes du contacteur 18 et l'actionnement d'un moyen de commande 25 du lanceur 26 pour piloter le déplacement de celui-ci entre une position arrière de repos (figure 1) et une position avant d'engrènement avec une couronne dentée de démarrage 300 liée en rotation, éventuellement de manière élastique, avec le volant du moteur à combustion du véhicule automobile. Dans les figures 1 et 2 le moyen de commande 25 consiste en un levier de commande 25. Un ressort de rappel 42, prenant appui sur la cuve et sur une collerette solidaire du noyau mobile, est monté autour du noyau 23 mobile pour le solliciter vers la position arrière de repos. Un ressort 41 , dit ressort dents contre dents, est logé à l'intérieur du noyau 23, et coopère avec l'extrémité supérieure du levier 25 connecté au noyau 23 mobile par l'intermédiaire d'une tige 43 reliée à un axe 44. Ce ressort 41 agit entre le fond de son logement appartenant au noyau 23 et un épaulement d'extrémité appartenant à la tige 43, dont l'autre extrémité coopère avec l'extrémité supérieure du levier 25 via l'axe 44.
Lorsque le contact mobile 27 vient en engagement avec les contacts fixes des bornes 19, 20 du contacteur 18, le moteur électrique 11 est alimenté électriquement via les bornes 19, 20, en sorte que l'arbre 14 tourne, et entraîne l'arbre de sortie 28, lequel est monté dans un palier 29 avant du support 16. L'extrémité avant de l'arbre 14, à l'opposé du collecteur 17, est configurée pour former un pignon solaire appartenant à un train épicycloïdal constituant un réducteur de vitesses 30 à engrenages, lequel est interposé entre l'arbre de sortie 28 et l'arbre 14 aligné du moteur électrique 11. Ce train comporte une couronne fixe dentée intérieurement pour venir en prise avec les pignons solaires (non référencés) du réducteur 30.
Un palier (non référencé) intervient radialement entre l'extrémité avant de l'arbre 14 et l'extrémité arrière de l'arbre 28 dotée d'un trou borgne de réception du palier.
Le levier de commande 25, ici en forme de fourchette, est accouplé par sa partie supérieure au noyau mobile 23 via la tige 43 et le ressort 41 , et comporte dans sa partie intermédiaire un axe de pivotement 31 pour son montage pivotant dans le démarreur.
La partie inférieure du levier 25, en forme de fourche, est montée dans une gorge annulaire 133 de l'entraîneur 33 et comporte des doigts ou patins profilés pour action sur les flancs de la gorge de l'entraîneur
L'axe 31 comporte ici deux tronçons s'étendant depuis des faces opposées du corps du levier 25, ici en matière plastique, en étant avantageusement venu de moulage avec le levier 25. Ces tronçons sont montés de manière pivotante par exemple dans un palier en deux parties comportant une première partie reliée au support 16 en étant avantageusement venu de moulage avec celui-ci et une deuxième partie formée en vis-à-vis formant une cale entre l'actionneur 18, plus précisément la cuve de celui-ci, et la culasse 15 comme d écrit dans le document FR A 2 699 605 déposé le 23/12/1992.
En variante c'est la cale qui porte deux ailes axiales trouées pour le montage des tronçons de l'axe 31 , le levier étant interposé entre les deux ailes dont l'une est visible en 131 à la figure 2.
En variante la couronne dentée fixe du réducteur comporte une extension conformée pour assurer une fonction d'articulation du levier 25. Par exemple l'extension consiste en deux pattes radialement saillantes et conformées pour recevoir les tronçons de l'axe 31. En variante il est prévu une plaque de base fixe intercalée entre le support 16 et la culasse 15 comme décrit dans le document FR A 2 725 758. C'est la plaque de base qui porte alors un support d'articulation pour l'axe 31.
Le levier est donc monté à pivotement sur un support d'articulation fixe 131 du démarreur à la faveur d'un axe solidaire de l'un des éléments levier - support d'articulation fixe sachant que l'on peut inverser les structures. Le lanceur 26 est monté coulissant sur l'arbre de sortie 28, et comporte un pignon d'entraînement 32, un entraîneur 33 actionné par la fourche du levier de commande 25 pivotant, et une roue libre 34 intercalée axialement entre l'entraîneur 33 et le pignon 32. L'entraîneur 33 est doté intérieurement de cannelures hélicoïdales en prise de manière complémentaire avec des dentures 36 hélicoïdales externes portées par l'arbre de sortie 28. Le lanceur 26 est ainsi animé d'un mouvement hélicoïdal lorsqu'il est déplacé par le levier 25 en direction d'une butée 35 fixe solidaire de l'arbre 28 pour venir en position avant d'engrènement, par l'intermédiaire de son pignon 32, en prise avec la couronne dentée de démarrage 300 du moteur à combustion du véhicule automobile.
Le lanceur 26 à roue libre est équipé d'un embrayage à friction, ici tronconique, pour atteler le pignon 32 de démarrage à l'entraîneur 33. Un tel embrayage à friction est du type décrit dans le document FR-A-2 826 696 (WO 03/002870). Il comporte deux surfaces complémentaires concave et convexe, par exemple tronconiques, coopérant par friction et respectivement solidaires du pignon 32 et de l'entraîneur 33 pour la transmission du couple de démarrage. Pour plus de précisions on se reportera à ce document FR-A-2 826 696, notamment aux pages 13 et 14 de celui-ci. L'embrayage est bloqué dans une position embrayée lorsque le moteur électrique 11 du démarreur entraîne la couronne dentée de démarrage du moteur à combustion interne lors du démarrage (phase d'entraînement), et est débloqué automatiquement en fin de démarrage lorsque la couronne dentée entraîne le pignon 32 à une vitesse de rotation supérieure à celle de l'entraîneur 33 (phase roue libre). Le pignon 32 et l'entraîneur 33 du lanceur 26 présentent chacun un alésage central pour le passage de l'arbre de sortie 28.
En référence aux figures 3 et 4, le pignon 32 du lanceur 26 est solidarisé à une pièce d'attelage du pignon 32 à l'entraîneur 33. Cette pièce d'attelage est dotée à sa périphérie externe d'une première surface de friction 37 concave, ici de forme tronconique. La surface de friction 37 appartient à la périphérie interne d'une jupe de la pièce d'attelage solidaire ici du pignon 26. En variante la garniture 37 est rapportée. L'entraîneur 33 est équipé à sa périphérie interne de cannelures 38 hélicoïdales d'entraînement en prise avec les dentures 36 complémentaires ménagées à la périphérie externe de l'arbre de sortie 28. L'entraîneur 33 est équipé également extérieurement d'une gorge de réception 133 de la fourche du levier de commande 25, et à l'avant d'une garniture 39 de friction ou de frottement de forme convexe, ici de forme tronconique. Cette garniture 39 est à base de matière plastique thermodurcissable ou thermoplastique, avantageusement chargée, pour obtenir le coefficient de frottement souhaité avec des usures faibles. La garniture 39 est ancrée dans un logement annulaire de l'entraîneur 33, et comporte à sa périphérie une deuxième surface de friction 40 convexe coopérant de manière complémentaire et coaxiale avec la première surface de friction 37 pour former un embrayage à friction tronconique constituant une liaison mécanique à roue libre, ici débrayable, entre le pignon 32 et l'entraîneur 33. En variante les surfaces de friction sont conformées pour former un embrayage à friction semi sphérique.
Un capot (non référencé) est serti sur une saillie de la pièce d'attelage et intervient à jeu axial entre la garniture 39 et la pièce d'attelage. En variante, comme décrit dans le document précité, la pièce d'attelage est solidaire de l'entraîneur en sorte que la surface 37 appartient à l'entraîneur et la surface 39 au pignon.
On remarque que lors de l'attraction du noyau mobile 23 contre le noyau fixe 24 du contacteur 18, le jeu d1 entre la butée 35 fixe et le pignon 32 en position avant d'engrènement avec la couronne dentée du volant du moteur à combustion, peut être soit positif (figure 3), soit négatif (figure 4) en fonction des dispersions géométriques des pièces du démarreur. Dans ces figures on a représenté de manière schématique le noyau fixe 24 et le noyau mobile 23 alors en appui sur le noyau fixe 24. Néanmoins dans cette position de déplacement terminal du noyau mobile 23, l'entraîneur 33 et donc le lanceur 26 peuvent encore se déplacer sous l'action des forces d'inertie et des réaction entre les cannelures 38 et des dentures 36.
Sur la figure 4, le pignon 32 est en appui contre la butée 35, et le jeu négatif d1 est absorbé suite à une course d2 de compression du ressort dents contre dents 41 coopérant avec l'extrémité supérieure du levier de commande 25. Le pivotement de ce dernier autour de l'axe 31 agit sur l'entraîneur 33 de manière à plaquer la deuxième surface de friction 40 de la garniture 39 contre la première surface de friction 37.- L'autoblocage du lanceur 26 est ainsi amorcé, et le couple moteur est transmis normalement vers le pignon 32.
Par contre, la présence d'un jeu d1 positif du pignon 32 par rapport à la butée 35 sans compression du ressort 41 (voir figure 3), peut occasionner une absence de contact entre les deux surfaces de friction 37, 40, ce qui inhibe l'autoblocage du lanceur 26. La garniture 39 de friction tourne alors librement ou avec un effet de patinage face à la première surface de friction 37 de la pièce d'attelage, et aucun couple ne peut être transmis entre l'entraîneur 33 et le pignon 32. Le démarrage du moteur thermique est alors impossible.
Pour être sûr d'obtenir l'effet d'autoblocage du lanceur 26, il suffirait à priori de dimensionner le démarreur pour que le jeu d1 en phase d'entraînement du pignon 32 contre la butée 35, soit toujours négatif. Un premier inconvénient d'une telle solution est que, en fonction de la dispersion géométrique des pièces du démarreur, la force d'actionnement exercée par le levier 25 sur l'entraîneur 33 lors de l'excitation du contacteur 18 serait très élevée, provoquant de ce fait une augmentation de la pression mécanique de la garniture 39 sur la première surface de friction 37. Cette pression de contact importante dans l'embrayage à friction provoquerait une usure prématurée de l'embrayage à friction, avec formation en plus d'un important couple résiduel de traînée qui risquerait de dégrader la fonction roue libre du lanceur 26. Un deuxième inconvénient de cette solution à jeu négatif, est le choc mécanique que doit encaisser la butée 35 à chaque accostage du pignon 32 dans la phase d'entraînement.
Dans La figure 1 une rondelle élastique à action axiale peut être montée comprimée axialement à l'intérieur de la roue libre, Cette rondelle est alors intercalée entre un épaulement radial avant de la garniture de friction, solidaire dans ce cas de l'entraîneur, et la face interne du capot précité serti sur la pièce d'attelage, de manière à solliciter élastiquement les surfaces de frictions en contact mutuel. Il en résulte un effort axial prédéterminé qui applique les surfaces de frottement l'une contre l'autre. La rondelle élastique peut aussi être remplacée par un ressort hélicoïdal de compression ou appartenir au capot. Une telle rondelle, d'une manière générale un tel dispositif élastique pour amorcer l'autoblocage de la roue libre par friction est décrit dans les documents FR A 2 826 696 (WO 03/002870) et FR A 2 772 433 (US A 6 237 442).
En fonction de la dispersion géométrique ou de l'usure des pièces du lanceur, un positionnement imprécis de la rondelle élastique ou du ressort à l'intérieur du de la roue libre peut provoquer une variation de la pression de contact des surfaces de frottement, pouvant affecter la fonction d'autoamorçage de l'embrayage à friction ou la fonction de roue libre du lanceur.
Objet de l'invention
L'objet de l'invention consiste à réaliser un démarreur équipé d'un lanceur à roue libre par friction qui remédie aux inconvénients précités, et permet d'amorcer de façon fiable l'autoblocage interne du lanceur en phase d'entraînement.
Un autre objet de l'invention est d'améliorer le fonctionnement en phase roue libre du lanceur. Un autre objet de l'invention est d'augmenter la durée de vie du démarreur.
Le démarreur selon l'invention du type dans lequel la pièce d'attelage est solidaire de l'un des éléments pignon- entraîneur est caractérisé en ce que le dispositif élastique comporte au moins un ressort d'amorçage intégré dans le lanceur entre la pièce d'attelage et l'autre des éléments entraîneur-pignon, dit second élément, de manière à écarter les deux surfaces de friction l'une de l'autre en position de repos du lanceur, tout en créant un couple résistant par frottement pour amorcer ledit autoblocage de la roue libre.
La présence du ressort d'amorçage engendre une action axiale ou radiale pour obtenir un couple de traînée par frottement entre l'entraîneur et le pignon, alors que les surfaces de friction sont écartées au repos, la position de repos de l'embrayage à friction correspondant à la position de repos du lanceur. Ce couple de traînée est suffisant pour amorcer avec précision l'autoblocage du lanceur en phase d'entraînement, mais reste relativement faible pour ne pas diminuer de façon importante le différentiel de vitesse en phase de roue libre et pour ne pas oblitérer l'action du ressort dents contre dents.
Le ressort d'amorçage permet en phase roue libre de diminuer la pression de contact entre les surfaces de friction et de décoller les surfaces de friction l'une par rapport à l'autre du fait qu'il est agencé dans le lanceur de manière à écarter l'entraîneur par rapport au pignon, ce qui permet de réduire les usures et d'améliorer le fonctionnement en phase roue libre.
Le ressort d'amorçage à une fonction de filtre car il permet également d'amortir les vibrations et notamment les chocs lorsque les surfaces de friction viennent en contact l'une avec l'autre. Les phénomènes de matage des surfaces de friction sont donc réduits. Les surfaces de friction de la roue libre sont ainsi ménagées dans toutes les phases en sorte que la durée de vie du démarreur est augmentée.
En outre dans le cas ou l'embrayage à friction de la roue libre est de forme tronconique, on bénéficie d'une plus grande latitude pour modifier l'angle des surfaces de friction du fait que le ressort d'amorçage est agencé dans le lanceur de manière à écarter l'entraîneur par rapport au pignon.
On peut donc par exemple augmenter ou diminuer l'angle des surfaces de friction. Lorsque l'embrayage à friction est de forme semi-sphérique on bénéficie également d'une plus grande latitude pour modifier le rayon de courbure.
La raideur du ressort d'amorçage peut être déterminée avec moins de précision du fait que ce ressort à une action qui temps à écarter l'entraîneur par rapport au pignon et à libérer les surfaces de friction.
D'autres caractéristiques peuvent être utilisées isolément ou en combinaison pour amorcer avec précision l'autoblocage du lanceur et débloquer les surfaces de friction en phase roue libre.
- une butée est solidaire de la pièce d'attelage qui comporte, du côté opposé à la butée, un fond solidaire du pignon et le ressort d'amorçage est agencé entre le fond de la pièce d'attelage et la face avant de l'entraîneur pour exercer une action axiale tendant à appliquer l'entraîneur sur la butée; - la surface de friction de l'entraîneur appartient à une garniture de friction solidaire de l'entraîneur et le ressort d'amorçage est agencé entre le fond de la pièce d'attelage et la face avant de l'entraîneur pour exercer une action axiale tendant à appliquer la face arrière de la garniture de friction contre la butée ;
- la butée est avantageusement formée par un rebord radial ; - le ressort d'amorçage peut être une rondelle déformable élastiquement dans la direction axiale, telle qu'une rondelle Belleville ; - le ressort est formé par un ressort hélicoïdal de compression ;
- il est prévu avantageusement un épaulement appartenant au fond et/ou au second élément entraîneur-pignon non solidaire de la pièce d'attelage pour positionner le ressort d'amorçage ; - le ressort d'amorçage est agencé entre la périphérie interne de la pièce d'attelage et la périphérie externe du second élément non solidaire de la pièce d'attelage pour créer une action radiale de frottement entre l'entraîneur et le pignon ;
- le ressort d'amorçage comporte une lame élastique ondulée agencée entre la périphérie interne de la pièce d'attelage et la périphérie externe du second élément non solidaire de la pièce d'attelage pour créer une action radiale de frottement entre l'entraîneur et le pignon ;
- la lame élastique ondulée est calée dans une extension cylindrique prolongeant la jupe que comporte la pièce d'attelage.
Dans un mode de réalisation la pièce d'attelage est solidaire du pignon et le ressort d'amorçage agit entre la face arrière du fond de la pièce d'attelage et la face avant de l'entraîneur où entre la jupe de la pièce d'attelage et l'entraîneur.
En variante la pièce d'attelage est solidaire de l'entraîneur et le ressort d'amorçage agit entre la face avant du fond de la pièce d'attelage et la face arrière du pignon ou entre la jupe de la pièce d'attelage et le pignon.
Plusieurs ressorts d'amorçage peuvent être prévus. Ces ressorts sont montés par exemple en série ou interviennent de manière étagée.
Description sommaire des dessins
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif, et représenté aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 est une vue schématique en perspective et partiellement arrachée au niveau du lanceur, d'un démarreur connu selon l'art antérieur; la figure 2 montre une vue en coupe axiale du démarreur de la figure 1 ; - les figures 3 et 4 montrent des vues schématiques d'un lanceur connu en phase d'entraînement, respectivement avec un jeu contre butée positif (pas de plaquage du cône de friction dans l'embrayage), et négatif (plaquage des deux surfaces de friction de l'embrayage) ; les figures 5 à 7 représentent des vues en coupe axiales de trois variantes de réalisation selon l'invention, faisant usage chacune d'un ressort d'amorçage intégré dans le lanceur ; la figure 8 est une vue en coupe verticale selon la ligne 8-8 de la figure 7, montrant la forme du ressort à action radiale entre l'entraîneur et la cloche.
Description détaillée de plusieurs modes de réalisation.
En référence aux figures 5 à 8 les mêmes numéros de repères seront utilisés pour désigner des pièces identiques ou similaires à celles des figures 1 à 4. Dans les figures 5 à 7 on n'a pas représenté par simplicité le levier de commande 25 et le contacteur.
Sur la figure 5, le lanceur 26 comporte un pignon d'entraînement 32, un entraîneur 33, adapté à être actionné par la fourche du levier de commande 25 de la figure 1 , et une roue libre 34 formée par un embrayage à friction, ici de forme tronconique en variante de forme semi-shérique. Ce dernier est doté de deux surfaces de friction 37, 40 de forme annulaire et complémentaires. Ces surfaces sont de forme concave et convexe.
La première surface de friction 37 est portée intérieurement par la jupe 48 de forme tronconique d'une pièce d'attelage 45 en forme de cloche dirigée vers l'entraîneur 33. La jupe 48 est délimitée axialement par un fond 46 solidaire du pignon 32 et par une butée 47 arrière solidaire de la pièce d'attelage 45 à l'extrémité libre de plus grand diamètre. La jupe 48 et la pièce d'attelage 45 sont des pièces de révolution.
Le fond 46 s'étend radialement entre la jupe 48 et le pignon 32, et comporte une surface d'appui 49 plane et annulaire agencée en regard de la face avant
50 de l'entraîneur 33 et de la garniture 39. La butée 47 est formée par un rebord annulaire encadrant radialement la garniture 39.
Pour plus de précisions on se reportera au document WO 03/002870.
Ainsi dans un mode de réalisation le fond 46 est rapporté par soudage par exemple du type laser, sur le pignon 32 présentant à cet effet un prolongement tubulaire non référencé. En variante on peut réaliser une fixation par sertissage du fond 46 sur le prolongement tubulaire comme à la figure 11 du document
WO 03/002870.
En réalisant de manière distincte le pignon et la pièce d'attelage on peut pour chacune de ces pièces choisir la matière de celles-ci selon la fonction à réaliser.
En variante le pignon 32 et la pièce d'attelage constituent une seule et même pièce en une seule et même matière ou bi matière, par exemple un frittage bi matière comme dans les figures 1 et 2 ou dans la figure 3 du document WO
03/002870. En variante le fond 46 est incliné comme visible également à la figure 3 de ce document WO 03/002870.
La butée 47 consiste dans un mode de réalisation en un circlips comme à la figure 8 du document WO 03/002870.
Dans ce cas la jupe 48 porte intérieurement la surface de friction 37, formée par la périphérie interne de la jupe dans les figures 5 à 8, et présente à son extrémité libre un logement, tel qu'une gorge, pour le montage d'un circlips pour coopérer avec l'entraîneur et rendre imperdable les pièces du lanceur qui est ainsi manipulable et transportable.
En variante ce circlips est remplacé par un rebord ou des languettes d'orientation radiale obtenue (s) par pliage vers l'intérieur de l'extrémité libre de la jupe. En variante la butée est constituée par un capot serti sur l'extrémité libre de la jupe présentant à cet effet une protubérance comme dans les figures 1 et 2.
En variante l'extrémité libre de la jupe présente des mortaises borgnes, tandis que la butée présente des tenons radiaux à sa périphérie externe s'engageant de manière complémentaire dans les mortaises d'orientation axiale.
Ensuite on écrase localement les bords latéraux des mortaises au contact des tenons en appui sur les fons des mortaises.
En variante la butée est venue de moulage avec la jupe de la pièce d'attelage.
Une butée est donc solidaire de la pièce d'attelage de forme annulaire, qui comporte du côté opposé à la butée un fond.
Tout ce qui vient d'être dit s'applique également aux modes de réalisation des figures 6 et 7.
La deuxième surface de friction 40, dans les figures 5 à 8, est située sur la garniture 39 à la périphérie externe de l'entraîneur 33, et s'étend parallèlement à la première surface de friction 37, mais sur une distance axiale plus courte.
Les surfaces de friction 37, 40 sont complémentaires.
La garniture 39 est solidaire de l'entraîneur en étant par exemple fixée par collage dans un logement annulaire de celui-ci ou en variante fixée par la technique du surmoulage sur l'entraîneur avantageusement en matière plastique en sorte que la garniture 40 est ancrée dans l'entraîneur.
Bien entendu la taille de la butée 47 est définie de telle manière qu'elle puisse coopérer avec la face arrière de la garniture 39 (voir figures 5 à 7).
En phase d'entraînement, le blocage du lanceur 26 à roue libre 34 par friction est obtenu par l'action combinée des cannelures de l'entraîneur 33, entraînées par le moteur électrique via les dentures de l'arbre de sortie, et du cône de friction après engagement des deux surfaces de friction 37, 40. En position bloquée de l'embrayage de la roue libre 34 (phase d'entraînement), le moteur électrique 11 entraîne le pignon 32 et la couronne dentée de démarrage du moteur à combustion interne. L'embrayage se débloque dans la phase de roue libre lorsque le moteur à combustion entraîne le pignon 32 à une vitesse de rotation supérieure à celle de l'entraîneur 33.
L'entraîneur 33 comporte une gorge annulaire 133 de réception de la partie inférieure en forme de fourche du levier 25 de la figure 1.
Pour permettre le fonctionnement fiable du lanceur 26, l'invention propose d'amorcer l'autoblocage interne de la roue libre 34 en phase d'entraînement et de séparer les surfaces de friction 37,40 en phase roue libre. L'amorçage de l'autoblocage est assuré par un dispositif élastique 51 interne à la roue libre 34, conformée selon un embrayage à friction, et destiné à engendrer une force de traînée de faible intensité ainsi que de libérer les surfaces de friction en phase roue libre.
La présence de ce dispositif 51 d'amorçage engendre un couple de traînée par friction entre l'entraîneur 33 et le pignon 32, ledit couple étant suffisant pour amorcer l'autoblocage du lanceur 26 en phase d'entraînement, mais relativement faible pour ne pas diminuer de façon importante le différentiel de vitesse en phase de roue libre.
Selon l'invention, l'amorçage de l'autoblocage de l'embrayage à friction est assuré par un dispositif élastique 51 intégré dans le lanceur, avec formation d'une réaction entre l'un des éléments entraîneur 33-pignon 32 et la pièce d'attelage 45 solidaire de l'autre des éléments pignon 32-entraîneur 33.
La réaction est du type axial dans les figures 5 et 6, et radial dans les figures 7 et 8.
De préférence l'action axiale exercée par le dispositif 51 d'amorçage au sein du lanceur est inférieure à l'action axiale exercée par le ressort dents contre dents (voir figure 2) au niveau de l'entraîneur 33. Dans les figures 5 à 8 la pièce d'attelage 45 est solidaire du pignon en étant d'un seul tenant ou rapportée à fixation sur celui-ci de manière précitée en sorte que le dispositif élastique 51 est agencé axialement entre la face arrière du pignon 32 et la face avant de l'entraîneur 33 dans les figures 5 et 6 et radialement entre la périphérie interne de la pièce d'attelage et la périphérie externe de l'entraîneur dans les figures 7 et 8.
Le dispositif élastique 51 selon la figure 5 comprend un ressort R1 constitué à titre d'exemple par une rondelle déformable élastiquement dans la direction axiale, telle qu'une rondelle du type Belleville. Le ressort R1 est intercalé entre la surface d'appui arrière 49 du fond 46 de la pièce d'attelage 45, et la face avant 50 de l'entraîneur 33 de manière à écarter les deux surfaces de friction 37, 40 l'une de l'autre, contrairement au dispositif des documents FR-A- 2772433 et WO 03/002870 où l'autoamorçage s'effectue par contact des deux surfaces de friction complémentaires de forme concave et convexe. Dans cette figure 5 le ressort 51 prend appui à sa périphérie externe sur la face avant de la garniture 39 appartenant à la face avant 50 de l'entraîneur, tandis qu'à sa périphérie interne il prend appui sur la surface 49 du fond 46. La face arrière de la garniture 39 de l'embrayage à friction est maintenue contre la butée 47 de la jupe 48, pour générer un couple résiduel par frottement entre la pièce d'attelage 45 et l'entraîneur 33. La présence de ce ressort R1 d'amorçage engendre un couple de traînée par frottement entre l'entraîneur 33 et le pignon 32, ledit couple étant suffisant pour amorcer l'autoblocage du lanceur 26 en phase d'entraînement, mais relativement faible pour ne pas diminuer de façon importante le différentiel de vitesse en phase de roue libre. Cette phase roue libre s'effectue selon une première étape lors de laquelle les surfaces de friction sont en contact avec diminution de la pression de contact et une deuxième étape lors de laquelle les surfaces de friction sont décollées l'une par rapport à l'autre sous l'action du ressort d'amorçage. Sur la variante de la figure 6, le ressort R1 est remplacé par un ressort R2 hélicoïdal à compression calé entre la face avant 50 de l'entraîneur 33 et un épaulement du fond 46. L'effet de ce ressort R2 est identique à celui de la figure 5, et il en résulte une force de plaquage de la garniture 39 contre la butée 47 de la jupe 48 avec écartement des deux surfaces de friction 37, 40.
En référence aux figures 7 et 8, le dispositif élastique 51 comporte un ressort R3 à action radiale, formé par une lame élastique annulaire et ondulée. La lame est intercalée entre une extension 52 cylindrique de la jupe 48, et la surface périphérique de la garniture 39. Les surfaces de friction 37, 40 restent écartées en position de repos, et l'effet de frottement permanent du ressort R3 contre la pièce d'attelage 45 et la garniture 39, permet l'autoamorçage de l'embrayage suite à la formation d'un couple résistant entre le pignon 32 et l'entraîneur 33. Cet effort dépend des applications et est choisit pour ne pas perturber outre mesure le déplacement de l'entraîneur par rapport au pignon.
Dans ce mode de réalisation la jupe 48 de forme tronconique est prolongée à son extrémité libre par une portion annulaire globalement en forme de U, dont le fond annulaire d'orientation axiale est constituée par l'extension cylindrique 52 formant une entretoise entre deux branches d'orientation radiale dirigée vers l'axe du lanceur confondu avec l'axe de l'arbre de sortie de la figure 1. L'une de ses branches est une portion de raccordement de l'entretoise 52 à la jupe 48, tandis que l'autre branche, de plus grande longueur, constitue la butée 47 adaptée à coopérer avec la face arrière de la garniture 39. La portion en forme de U précitée constitue un logement en forme de gorge pour le ressort ondulé R3.
La garniture 39, de forme annulaire, présente à sa périphérie externe une première portion constituant la surface de friction 40. Cette portion est prolongée par une seconde portion 140 de forme cylindrique, c'est-à-dire une seconde portion annulaire d'orientation axiale. Cette portion 140 est une portion d'appui pour les ondulations du ressort R3 comme visible à la figure 8. Ce ressort R3 intervient donc entre la périphérie interne de l'entretoise 56 appartenant à la périphérie interne de la pièce d'attelage et la portion 140 appartenant à la périphérie externe de l'entraîneur 33.
Dans tous les cas l'effort résultant au niveau du lanceur, plus précisément au niveau de la gorge 133, et produit par le dispositif élastique selon l'invention est inférieur dans toutes les formes de réalisation à celui que produirait le ressort dents contre dents, de la figure 2.
Bien entendu à la lumière des figures 7 et 8, le ressort R1 de la figure 5 peut être remplacé par une rondelle ondulée axialement. En variante il s'agit d'une rondelle en élastomère. Les solutions à rondelles R1 sont plus compactes axialement que celles de la figure 6.
Le ressort R2 de la figure 6 permet d'obtenir une course élastique plus longue et est en variante à pas variable pour obtenir une meilleur progressivité. A la figure 6 l'entraîneur 33 peut être doté également d'un épaulement pour le centrage du ressort R2. De même à la figure 5 le fond 46 est en variante doté d'un épaulement de centrage de la périphérie interne de la rondelle R2.
On peut inverser les structures à la figure 7 en sorte que la gorge est formée dans la garniture 39, la portion d'appui 140 constituant le fond de la gorge. Dans ce cas l'entretoise se raccorde directement à l'extrémité libre de la jupe. Le ressort R3 consiste en variante en un anneau par exemple en contact avec l'extension 52 se raccordant à la jupe 48, tandis que la butée est rapportée sur l'entretoise pour pouvoir monter l'anneau du ressort R3. Cet anneau du ressort R3 présente à sa périphérie interne des pattes réparties circonférentiellement pour contact avec la portion 140. L'extrémité libre des pattes est avantageusement arrondie. Les pattes sont avantageusement inclinées. L'anneau du ressort R3 est dans un mode de réalisation fixé, par exemple par collage, sur l'extension 52 en sorte que la présence d'une gorge n'est pas nécessaire. Le ressort R3 prend appui dans tous les cas sur l'extension 52 et sur la portion 140.
Le dispositif d'amorçage 51 comporte en variante plusieurs ressorts montés en série, par exemple deux rondelles Belleville avec montage d'une rondelle de séparation entre les deux rondelles Belleville. En variante les ressorts sont à action différée et étagée, un premier ressort intervenant d'abord puis ensuite deux ressorts.
Les pièces du lanceur 26 peuvent également être inversées. Par exemple la jupe avec la surface de friction 37 est en variante solidaire de l'entraîneur 33, et la deuxième surface de friction 40 convexe est dans ce cas solidaire du pignon 32. Pour plus de précisions on se reportera aux figures 5 et 6 du document WO 03/002870 précité. Les ressorts R1 et R2 dans ce cas agissent entre la face avant du fond de la pièce d'attelage constituant la face avant de l'entraîneur et la face arrière du pignon agencée en regard de la face avant du fond de la pièce d'attelage. Dans ce cas le ressort R3 intervient entre la périphérie interne de la pièce d'attelage et la périphérie externe du pignon, La portion 140 est alors proche du pignon.
Dans tous les modes de réalisation les ressorts R1 et R2 interviennent entre la face avant de l'entraîneur et la face arrière du pignon 32 agencée en regard de la face avant de l'entraîneur, tandis que le ressort R3 intervient radialement entre la périphérie interne de la jupe et l'élément pignon- entraîneur qui n'est pas solidaire de la jupe.
La jupe avec son fond incliné ou d'orientation radiale peut être d'un seul tenant ou être rapportée sur l'élément dont elle est solidaire. L'invention s'applique également à un démarreur sans réducteur de vitesse 30 entre le moteur électrique 11 et le lanceur 26. Dans ce cas l'arbre 14 est également l'arbre de sortie.
Le collecteur 17 du moteur électrique 11 peut être indifféremment du type radial ou axial.
L'entraîneur 33 et le pignon 32 peuvent donc être métalliques ou en matière frittée.
Ici l'entraîneur 33 et le levier 25 sont avantageusement en matière plastique pour obtenir aisément par moulage la forme souhaitée pour ces pièces. L'un des flancs de la gorge 133, celui le plus proche de la roue libre 34, peut être revêtu d'une partie métallique par exemple par surmoulage. L'autre flanc, le plus éloigné de la roue libre 34, est avantageusement métallique en étant rapporté à fixation sur l'entraîneur par exemple par surmoulage. Ce flanc consiste par exemple en une rondelle métallique. Dans ce cas on obtient toujours un contact métal sur matière plastique.
Le contacteur 18 est en variante déporté et s'étend par exemple perpendiculairement à l'arbre 14 du moteur 11 au voisinage du palier arrière de cet arbre 14 comme décrit dans le document FR A 2 843427. Dans ce cas la tige de liaison au noyau mobile, qui agit sur la partie supérieure du levier 25, est reliée à ce noyau mobile par une deuxième tige agissant sur le ressort dents contre dents et un mécanisme de renvoi intervenant entre les deux tiges. La tige 43 agit donc directement ou indirectement sur le ressort dents contre dents.
Le pignon 32 est en variante du type sortant par rapport au support 16 comme décrit dans le document FR A 2 745 855. Le levier 25 porte un axe 31 pour son montage à pivotement sur une un support d'articulation fixe 131 du démarreur 25 (figure 2). En variante c'est le support d'articulation fixe qui porte l'axe, le levier étant troué pour passage de l'axe.
En variante le contacteur est monté de manière coaxiale par rapport au moteur électrique en sorte que le lanceur joue le rôle de noyau mobile comme décrit dans le document FR A 2 841 941 auquel on se reportera. Le moyen de commande pour déplacer le lanceur n'est donc pas forcément un levier.
En variante au moins un revêtement est prévu pour l'appui 49, 50, 52, 140 du ressort d'amorçage. Par exemple la face avant 50 de l'entraîneur 33, avantageusement en matière plastique, est constituée par une rondelle métallique solidaire de l'entraîneur. Il peut en être de même en ce qui concerne la face arrière 49 de la pièce d'attelage. La portion 140 d'appui est en variante métallique. En variante le revêtement est une matière anti -bruit.
La surface de friction 40 peut être formée directement à la périphérie externe de l'entraîneur, tandis que la surface de friction 37 peut appartenir à une garniture de friction fixée à la périphérie interne de la jupe de la pièce d'attelage. La jupe 48 peut donc être de forme cylindrique.
Dans la description le démarreur est un démarreur pour un moteur à combustion, appelé également moteur thermique, de véhicule automobile, tel qu'un véhicule léger ou poids lourd, ou un bateau. L'invention s'applique bien entendu au cas ou le moteur à combustion est fixe et sert par exemple à entraîner au moins une prise de force. Ainsi le moteur à combustion peut être fixe et entraîner, avantageusement via un embrayage, un arbre de transmission de mouvement. Toutes les combinaisons sont possibles.

Claims

REVENDICATIONS
1. Démarreur pour un moteur à combustion, notamment de véhicule automobile, doté d'un volant à couronne dentée (300), comprenant un arbre de sortie (28) doté de dentures (36), un lanceur (26), un pignon (32) appartenant au lanceur (26), un moteur électrique (11) accouplé mécaniquement au lanceur (26) monté à coulissement axial sur l'arbre de sortie (28) entre une position arrière de repos, et une position avant d'engrènement du pignon (32) avec la couronne dentée du volant du moteur à combustion, ledit lanceur (26) comprenant : un entraîneur (33) piloté par un moyen de commande entre les positions arrière et avant, et équipé de cannelures (38) d'entraînement en prise avec les dentures (36) complémentaires de l'arbre de sortie (28), - une pièce d'attelage du pignon (32) à l'entraîneur (33) par l'intermédiaire d'une liaison mécanique à roue libre (34) conformée selon un embrayage à friction, comportant une première surface de friction (37) portée par l'un des éléments pignon (32)- entraîneur (33), et une deuxième surface de friction (40) solidaire de l'autre des éléments entraîneur (33)- pignon (32), et un dispositif élastique (51) pour amorcer l'autoblocage de la roue libre (34), ladite pièce d'attelage étant solidaire de l'un des éléments pignon (32) - entraîneur (33) dit premier élément, - caractérisé en ce que le dispositif élastique (51 ) comporte au moins un ressort d'amorçage (R1 , R2, R3) intégré dans le lanceur (26) entre la pièce d'attelage (45) et l'autre des éléments entraîneur (33) - pignon (32), dit second élément, qui n'est pas solidaire de la pièce d'attelage (45), de manière à écarter les deux surfaces de friction (37, 40) l'une de l'autre en position de repos du lanceur, tout en créant un couple résistant par frottement pour amorcer ledit autoblocage de la roue libre (34).
2. Démarreur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une butée (47) solidaire de la pièce d'attelage (45), en ce que la pièce d'attelage (45) comporte, du côté opposé à la butée (47), un fond (46) solidaire du pignon (32), tandis que l'entraîneur (33) présente une face avant (50) en regard du fond (46) de la pièce d'attelage (45) et en ce que le ressort d'amorçage (R1 , R2) est agencé entre le fond (46) de la pièce d'attelage (45) et la face avant (50) de l'entraîneur (33) pour exercer une action axiale tendant à appliquer la l'entraîneur (33) contre la butée (47).
3. Démarreur selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comporte une butée (47) solidaire de la pièce d'attelage (45), en ce que la pièce d'attelage (45) comporte, du côté opposé à la butée (47), un fond (46) solidaire du de l'entraîneur (33), tandis que le pignon (32) présente une face arrière en regard du fond (46) de l'entraîneur (33) et en ce que le ressort d'amorçage
(R1 , R2) est agencé entre le fond (46) de la pièce d'attelage (45) et la face arrière du pignon (32) pour exercer une action axiale tendant à appliquer le pignon (32) contre la butée (47).
4. Démarreur selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comporte une butée (47) solidaire de la pièce d'attelage (45), en ce que le ressort d'amorçage (R1 , R2) est agencé pour exerce une action axiale tendant à appliquer l'un des éléments pignon (32)-entraîneur (33) contre la butée (47) et en ce que la butée (47) est formée par un rebord radial solidaire de la pièce d'attelage (45).
5. Démarreur selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le ressort d'amorçage (R1 ) comprend une rondelle déformable élastiquement dans la direction axiale.
6. Démarreur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le ressort d'amorçage est une rondelle Belleville.
7. Démarreur selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le ressort d'amorçage (R2) est formé par un ressort hélicoïdal de compression.
8. Démarreur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le fond de la pièce d'attelage et/ou le second élément entraîneur (33)- pignon (32) non solidaire de la de la pièce d'attelage (45) présente un épaulement pour positionner le ressort d'amorçage (R1 , R2).
9. Démarreur selon la revendication 1 , caractérisé en ce le ressort d'amorçage (R3) est à action radiale et est agencée entre la périphérie interne de la pièce d'attelage (45) et la périphérie externe du second élément entraîneur (33)- pignon (32) non solidaire de la de la pièce d'attelage (45) pour créer une action radiale de frottement entre l'entraîneur (33) et le pignon (32).
10. Démarreur selon la revendication 9, caractérisé en ce que le ressort d'amorçage (R3) est une lame élastique ondulée.
11. Démarreur selon la revendication 9, caractérisé en ce que la pièce d'attelage (45) présente un fond (46) solidaire du premier élément pignon (32) -entraîneur (33) et une jupe (48) reliée au fond (46) et en ce le ressort d'amorçage (R3) prend appui sur une extension cylindrique (52) prolongeant la jupe (48) et sur une portion cylindrique (140) appartenant au deuxième élément entraîneur (33) - pignon (32).
12. Démarreur selon la revendication 11 , caractérisé en ce que l'un au moins des éléments extension (52) - portion cylindrique (140) constitue le fond d'une gorge.
13. Démarreur selon la revendication 11 , caractérisé en ce que l'embrayage à friction est de forme tronconique, en ce que la pièce d'attelage (45) présente un fond (46) solidaire du premier élément pignon (32) -entraîneur (33) et une jupe (48) de forme tronconique reliée au fond (46) et en ce que, du côté opposé à son fond (46), la pièce d'attelage (45) porte une butée (47).
14. Démarreur selon la revendication 13, caractérisé en ce que la deuxième surface de friction (40) appartient à une garniture de friction (39).
15. Démarreur selon la revendication 14, caractérisé en ce que la portion cylindrique (140) appartient à la garniture de friction (39).
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