WO2015033082A1 - Lanceur pour un démarreur électrique comportant une bague de manoeuvre solidaire d'un pignon - Google Patents

Lanceur pour un démarreur électrique comportant une bague de manoeuvre solidaire d'un pignon Download PDF

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WO2015033082A1
WO2015033082A1 PCT/FR2014/052215 FR2014052215W WO2015033082A1 WO 2015033082 A1 WO2015033082 A1 WO 2015033082A1 FR 2014052215 W FR2014052215 W FR 2014052215W WO 2015033082 A1 WO2015033082 A1 WO 2015033082A1
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WO
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ring
starter
pinion
launcher
drive
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PCT/FR2014/052215
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English (en)
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Marius Drozdek
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Valeo Equipements Electriques Moteur
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Definitions

  • Launcher for an electric starter comprising an operating ring secured to a pinion.
  • an electric starter in particular for an internal combustion engine, comprises a mechanism, called a launcher, comprising a driving pinion (121) driven in rotation by the motor ( 1 10) electric starter, and free in translation relative to the shaft (1 1 1) of said motor (1 10) electric, according to a stroke c.
  • This race c separates two positions of the drive pinion:
  • start where the pinion (121) drive is meshing with the ring (150) of the starting engine of the internal combustion engine.
  • the rotational connection of the driving pinion (121) with the shaft (1 1 1) of the electric motor is achieved by helical splines (not shown).
  • the translation of the pinion (121), along the stroke c, is obtained by means of a fork (122), articulated between its two ends in a pivot connection axis (120) perpendicular to the axis of the shaft (1 1 1) of the electric fitter.
  • Said fork is bonded to each of its ends according to combined links reproducing a pivot connection having as axis, the axis (120) of articulation of the fork relative to the body.
  • the fork (122) is connected to the drive gear (121), and at its other end to a movable rod (131) moved via a solenoid (130) energized over there closing the ignition contact (160).
  • the helical connection between the pinion (121) drive and the shaft (1 1 1) of the electric motor causes the rotation of said pinion (121) drive during its translation.
  • the travel c of the drive gear is stopped against an axial stop (1 12) on the shaft (1 1 1) of the electric motor.
  • a freewheel mechanism (140) and resilient axial linkage means (145) between the fork and the drive pinion facilitate meshing of said pinion with the starter ring (150) of the internal combustion engine.
  • the size of the starter is determined, in particular, by the characteristics of the launcher:
  • the size of the movable rod displacement device depends on its power, which power is in particular a function of the inertia of the parts whose displacement is necessary to achieve the starting race.
  • the size of the displacement device is thus all the more important that the drive pinion is heavy and the fork is long and massive.
  • the length of the fork is a function of the distance between the movable rod displacement device and the axis of the electric motor. Thus, this spacing, and therefore the length of the fork, increases with the size of the displacement device.
  • launcher designates the assembly consisting of the drive gear, its guidance on the shaft of the electric motor, the fork, the movable rod and the displacement device of said movable rod.
  • US Pat. No. 7,859,150 describes embodiments of a starter whose launcher comprises a lightened drive pinion, said pinion being made in two parts: a toothed part, adapted to mesh with the motor crown, made of steel, and a maneuver ring made of plastic material, connected to said part toothed and on which the fork acts, between two shoulders.
  • This embodiment makes it possible to lighten the drive pinion but has several drawbacks, in particular:
  • the length of the pinion is elongated which, for a given stroke, increases the length of the electric motor shaft, so the starter clutter;
  • the plastic ring acts on a thick shoulder of the drive pinion.
  • the presence of this shoulder makes complex the realization of the cutting of said pinion and increases the cost;
  • the portion of the plastic ring on which the fork is acting is cantilevered and capable of deforming and degrading rapidly under the effect of the action of said fork, both during the free movement of the pinion when in contact with the toothing of the starter ring and especially at the end of the stroke, when in contact with the stop, thus degrading the reliability of the starter;
  • the plastic ring is free to rotate relative to the pinion which implies the existence of a clearance between the two, with the risk of jamming or jamming, or the presence of additional parts such a bearing to balls between the ring and the drive pinion, which complicates the assembly and weighs the whole.
  • the invention aims to solve the disadvantages of the prior art and concerns for this purpose, a launcher having a ring for rotating the pinion in which the maneuver ring comprises:
  • a maneuvering profile 345 comprising two cheeks 346 separated by a groove
  • the friction is between the ring and the fork and not between the pinion and the ring.
  • the ring being integral in rotation of the pinion in all operating states allows to control only two friction surface. This helps prevent premature wear.
  • the friction between the material of the pinion and the material of the ring is more important than the friction between the material of the fork and the ring.
  • the ring is made of a material of lighter density than the material constituting the drive pinion.
  • the ring comprises connecting means comprising an axial connection profile, said connecting means being able to be fixed on the complementary connection profile of the drive pinion and in that the connecting means and the maneuvering means are superposed radially.
  • the radial superposition of the connecting means and the operating means makes it possible to considerably reduce the axial size of the operating ring and to increase the rigidity and reliability of the operating means, while reducing the displaced weight of the launcher. . These characteristics thus make it possible to reduce the size of the starter provided with such a launcher.
  • the connecting means are elastic and that these means are able to snap by radial deformation on the complementary part of the pinion.
  • the use of a snap means allows for a quick manufacturing process.
  • the ring is integral in translation with the pinion. We hear that there is no play when the ring pushes or pulls the pinion. This improves the strength of the ring.
  • the maneuver ring consists mainly of a plastic material, thus said ring is obtained economically by injection.
  • plastic injection molding makes it possible to have a very fast process because the pinion no longer needs to be machined but only struck.
  • the connecting means comprise tabs turned over with respect to the internal bore of the operating ring, the fold between said bore and each tongue constituting an elastic hinge for the radial deformation of said connecting means.
  • the drive pinion comprises a reinforcement shoulder of the teeth, the internal bore of the operating ring bearing radially on the periphery of said reinforcement.
  • said shoulder cooperates with the operating ring to increase the rigidity of the operating profile of said ring.
  • the operating means comprise a groove profile between two shoulders, the groove bottom diameter being greater than the tooth crown diameter of the drive pinion.
  • the action of the fork over a large diameter avoids any jamming, especially on the helical grooves, during the translation of the drive pinion.
  • This feature also makes it possible to simplify the coupling of the fork with the operating ring, particularly when the lever arm between this coupling and the pivot axis of said fork is of reduced length, and also avoids any interference between the fork and the fork. the pinion, the operating ring or the electric motor shaft when performing the race.
  • the drive pinion further comprises at its axial end opposite the operating ring, a guide ring adapted to slide on a smooth portion of the shaft of the electric motor.
  • This guide ring makes it possible to center the drive pinion on a smooth part of the drive shaft and thus to avoid any jamming of the drive pinion during its travel, and this even if said drive pinion is of reduced length.
  • This feature also makes it possible to simplify the machining of the internal bore of the drive pinion, by allowing, due to the absence of shoulder, the realization of the helical splines by broaching.
  • said guide ring comprises a shoulder adapted to come into contact with the limit stop of the shaft of the electric motor.
  • said shoulder plays a damping and noise reduction role.
  • the guide ring consists mainly of a plastic material.
  • said ring is lightweight and is obtained economically including injection techniques.
  • the nature of the plastic material is advantageously selected for its friction characteristics.
  • the sliding of the drive gear on the shaft of the electric motor is facilitated and the use of a rotary limit stop is not necessary, which helps to reduce the size of the starter.
  • the guide ring is force-fitted into the guide bore of the drive pinion. This method of assembly is fast and compatible with a mass production.
  • connection means between the fork and the operating ring consist of two diametrically opposite studs penetrating into the groove profile of the connecting means, the distance between the pivot pivot axis of the fork and the center of said pads being greater than the distance between the axis of said pivot connection and the axis of rotation of the electric motor shaft.
  • the pinion is made of steel, for example in the range 20NCB2, to be cold forged.
  • the pinion is treated after cold forging with carburizing.
  • the invention also relates to an electric starter, in particular for an internal combustion engine, which starter comprises a launcher according to this last embodiment.
  • the combination of the different characteristics of the launcher thus makes it possible to produce a particularly compact starter with regard to the embodiments of the prior art.
  • the race c of the drive gear of the launcher of the starter object of the invention, between the rest position and the starting position is between 1 and 1, 2 times the length l cut of the toothed portion of said drive pinion.
  • the length of the electric motor shaft of the electric starter object of the invention, and on which the drive gear of the launcher moves in translation is between 2 and 2.5 times the stroke c.
  • the invention also relates to a launcher comprising a drive sprocket having at an axial end a guide ring (230) adapted to slide on a smooth portion of the shaft (420) of the electric motor of the starter.
  • This guide ring makes it possible to center the drive pinion on a smooth part of the drive shaft and thus to avoid any jamming of the drive pinion during its travel, and this even if said drive pinion is of reduced length.
  • This feature also makes it possible to simplify the machining of the internal bore of the drive pinion, by allowing, due to the absence of shoulder, the realization of the helical splines by broaching.
  • said guide ring comprises a shoulder adapted to come into contact with the limit stop of the shaft of the electric motor.
  • said shoulder plays a damping and noise reduction role.
  • the guide ring consists mainly of a plastic material.
  • said ring is lightweight and is obtained economically including injection techniques.
  • the nature of the plastic material is advantageously selected for its friction characteristics.
  • the sliding of the drive gear on the shaft of the electric motor is facilitated and the use of a rotary limit stop is not necessary, which helps to reduce the size of the starter.
  • the guide ring is force-fitted into the guide bore of the drive pinion. This method of assembly is fast and compatible with a mass production.
  • the launcher further comprises the operating ring described above.
  • FIGS. 1 to 6 The invention is explained below according to its preferred embodiments, in no way limiting, and with reference to FIGS. 1 to 6 in which:
  • FIG. 1 shows in a schematic sectional view and profile, an embodiment of an electric starter comprising a launcher
  • FIG. 2 is a perspective view in partial longitudinal section and exploded of a drive gear according to one embodiment of the launcher object of the invention
  • Figure 3 shows the assembly of Figure 2 in a longitudinal sectional profile view
  • FIG. 4 is a partial sectional view of an example of an electric starter comprising a launcher according to an exemplary embodiment of the invention, FIG. 4A in the so-called rest configuration and FIG. 4B in the so-called start-up position;
  • said pinion consists of an assembly of a toothed portion 221 made, for example of steel, and two annular rings 230, 240 , made of a predominantly plastic material, said rings 230, 240 being clip on said toothed portion 221.
  • these rings 230, 240 consist of a composite comprising a glass or carbon filler in a polyacetal-type polymer matrix, also known under the trade name Delrin®. This material has both good impact resistance and good friction characteristics.
  • the toothed portion 221 is preferably obtained by forging according to a so-called "net shape" method making it possible to obtain the external toothing in finished dimension, and comprises a shoulder 224 for reinforcing the teeth.
  • the external toothing is obtained by cutting the mother burr, in this case, the outer toothing does not include such a shoulder reinforcement, to reduce the manufacturing cost, this embodiment remaining compatible with the invention.
  • the bore of the toothed portion 221 comprises helical grooves 225, adapted to cooperate with complementary splines of the electric motor shaft of the starter (not shown) on which is mounted this pinion 220 drive.
  • Said grooves 225 are advantageously made by broaching.
  • the ring 230 at the axial end, referred to as the front end, of the drive pinion 220, is fitted into a bore 226 made in the toothed portion 221, the diameter of said bore 226 being greater than the diameter at the bottom of the groove of this same toothed portion.
  • Said ring 230 is a guide ring whose bore 231 carries out the centering of the driving pinion 220 on the electric motor shaft of the starter (not shown).
  • annular ring 230 on the front end of the toothed part, allows the realization of splines 225 by broaching, while ensuring the guiding function.
  • the annular ring 240 assembled on the rear axial end of the toothed portion, is a so-called maneuver ring. Said operating ring is, according to this embodiment, clipped on the toothed portion 221 by means of tongues 241 resilient in rotation with respect to the bore of this annular ring.
  • the tabs 241 comprise a locking profile 340, here female, adapted to cooperate with a complementary profile, here male, made at the end of the part 221 toothed.
  • Folding 341 reversing tabs 241 with respect to the bore of the annular operating ring 240 acts as an elastic hinge so that by thrusting the actuating ring 240 onto the toothed portion 221, said tabs 241 deviate and snap on the rear end of said toothed portion.
  • the fold 341 is positioned at the rear of the operating ring in the direction of insertion of said ring on the end of the toothed portion.
  • the fold is made in front of the operating ring in the insertion direction thereof on the end of the toothed portion.
  • Said operating ring 240 comprises a maneuvering profile 345 comprising two cheeks 346 separated by a groove.
  • the bottom diameter of said groove is greater than the outer diameter of the teeth of the toothed portion.
  • the internal bore of the operating ring is supported on the periphery of the shoulder 224 for reinforcing the teeth of the toothed portion. This arrangement makes it possible to stiffen the form 345 of maneuver on the one hand and on the other hand secures the clipping of the operating ring on the end of the toothed part.
  • the guide ring 230 comprises a shoulder forming an axial stop 330 at the front end of the drive pinion 220.
  • a starter 400 according to an exemplary embodiment of a starter 400 according to the invention, the latter comprises a fork 440 articulated along a pivot axis 450 relative to said starter, said fork 440 being connected to one of its end to the 240 for driving the drive pinion 220 and at its other end to a movable rod 461, the displacement in translation of said movable rod 461 being controlled by a solenoid 460.
  • the fork 440 acts on the ring 240 to maneuver in the form operating said ring.
  • This ring being of large diameter relative to the toothed portion of the drive pinion, this arrangement allows a large angular displacement of the fork during the displacement of the movable rod to achieve the start stroke c, without risk of interference between said fork and other elements, including the drive pinion.
  • Said stroke c is equal to or slightly greater than the length l cut of the toothed portion of the drive pinion.
  • the length of the shaft 420 of the electric motor projecting from said motor is only slightly longer than twice the stroke c and less than 2.5 times the length of this stroke, which also contributes to making said starter 400 more compact compared to the prior art.
  • the shoulder 330 before the guide ring comes against the axial stop 431 of the shaft 420 for driving the electric motor starter 400.
  • the majority plastic constitution of said guide ring makes it possible to dampen the shock against this stop and to limit the noise that results therefrom.
  • the fork 440 is linked to the operating ring via two pins 540 in pivot connection with the fork 440 and which fit into the operating profile of said operating ring between the cheeks of said profile.
  • a plastic constitution for example Delrin® of the operating ring promotes the sliding of said pads between the cheeks of the operating profile, so that a freewheeling mechanism between said fork and the drive pinion 220 is not necessary, which contributes to the compactness of the starter object of the invention.
  • the axis 640 of the pads 540 connecting the fork 440 with the operating ring is advantageously placed under the axis 620 of the electric motor shaft. This arrangement allows, for a given fork length to reduce the distance d between the movable rod of the solenoid and the electric motor shaft and thus to reduce the compactness of the starter.

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Abstract

Lanceur, pour un démarreur électrique, comportant une bague (240) de manœuvre solidaire d'un pignon (220) d'entraînement laquelle bague est constituée d'un matériau plus léger que le matériau constituant le pignon d'entraînement, et dans lequel la bague (240) de manœuvre comprend : 5 a. des moyens (241) de liaison élastique comprenant un profil (340) de liaison axiale, lesquels moyens (241) de liaison sont aptes à encliqueter par déformation radiale, et un profil de liaison complémentaire du pignon d'entraînement; b. des moyens (345, 540) de manœuvre, aptes à 10 réaliser une liaison avec la fourchette (440) du lanceur; c. caractérisé en ce que les moyens (241) de liaison et les moyens (345) de manœuvre sont superposés radialement.

Description

Lanceur pour un démarreur électrique comportant une bague de manœuvre solidaire d'un pignon.
L'invention concerne un lanceur pour un démarreur électrique et un démarreur pourvu d'un tel lanceur. En référence à la figure 1 , relative à l'art antérieur, un démarreur électrique, notamment pour un moteur à combustion interne, comporte un mécanisme, dit lanceur, comprenant un pignon (121 ) d'entraînement, entraîné en rotation par le moteur (1 10) électrique du démarreur, et libre en translation par rapport à l'arbre (1 1 1 ) dudit moteur (1 10) électrique, selon une course c. Cette course c sépare deux positions du pignon d'entraînement :
- une position, dite au repos, correspondant à la position de la figure 1 , lorsque le contact (160) de démarrage est ouvert et que le démarreur n'est pas sous tension et où ledit pignon (121 ) d'entraînement est désaccouplé de la couronne (150) de démarrage du moteur à combustion interne ;
- une position, dite de démarrage, où le pignon (121 ) d'entraînement est engrené avec la couronne (150) de démarrage du moteur à combustion interne.
La liaison en rotation du pignon (121 ) d'entraînement avec l'arbre (1 1 1 ) du moteur électrique est réalisée par des cannelures hélicoïdales (non représentées). La translation du pignon (121 ), le long de la course c, est obtenue par l'intermédiaire d'une fourchette (122), articulée entre ses deux extrémités selon une liaison pivot d'axe (120) perpendiculaire à l'axe de l'arbre (1 1 1 ) du monteur électrique. Ladite fourchette est liée à chacune de ses extrémités selon des liaisons combinées reproduisant une liaison pivot ayant pour axe, l'axe (120) d'articulation de la fourchette par rapport au corps. Ainsi, à une première extrémité, la fourchette (122) est liée au pignon (121 ) d'entraînement, et à son autre extrémité à une tige mobile (131 ) déplacée par l'intermédiaire d'un solénoïde (130) mis sous tension par la fermeture du contact (160) de démarrage. La liaison hélicoïdale entre le pignon (121 ) d'entraînement et l'arbre (1 1 1 ) du moteur électrique, entraîne la mise en rotation dudit pignon (121 ) d'entraînement au cours de sa translation. En passant de la position de repos vers la position de démarrage, la course c du pignon d'entraînement est arrêtée contre une butée (1 12) axiale sur l'arbre (1 1 1 ) du moteur électrique. Un mécanisme (140) de roue libre et des moyens (145) de liaison axiale élastique entre la fourchette et le pignon d'entraînement facilitent l'engrènement dudit pignon avec la couronne (150) de démarrage du moteur à combustion interne.
L'encombrement du démarreur est déterminé, notamment, par les caractéristiques du lanceur :
- la longueur de l'arbre (1 1 1 ) du moteur électrique sur lequel est guidée la translation du pignon d'entraînement ;
- la longueur de la fourchette (122) ;
- la dimension du dispositif de déplacement de la tige mobile (131 ), c'est-à- dire du solénoïde (130) selon l'exemple de réalisation de la figure 1 ;
- la longueur de la course c.
Ces différents paramètres sont en interaction. Par exemple, la dimension du dispositif de déplacement de la tige mobile, notamment s'il s'agit d'un solénoïde, dépend de sa puissance, laquelle puissance est notamment fonction de l'inertie des pièces dont le déplacement est nécessaire pour réaliser la course de démarrage. La dimension du dispositif de déplacement est ainsi d'autant plus importante que le pignon d'entraînement est lourd et que la fourchette est longue et massive. Or, la longueur de la fourchette est fonction de l'entraxe entre le dispositif de déplacement de la tige mobile et l'axe du moteur électrique. Ainsi, cet entraxe, et par conséquent la longueur de la fourchette, augmente avec l'encombrement du dispositif de déplacement.
Dans la suite de ce document le terme « lanceur » désigne l'ensemble constitué du pignon d'entraînement, de son guidage sur l'arbre du moteur électrique, de la fourchette, de la tige mobile et du dispositif de déplacement de ladite tige mobile.
Le document US 7 859 150 décrit des modes de réalisations d'un démarreur dont le lanceur comprend un pignon d'entraînement allégé, ledit pignon étant réalisé en deux parties : une partie dentée, apte à engrener avec la couronne du moteur, réalisée en acier, et une bague de manœuvre réalisée en matière plastique, liée à ladite partie dentée et sur laquelle agit la fourchette, entre deux épaulements. Ce mode de réalisation permet d'alléger le pignon d'entraînement mais présente plusieurs inconvénients, notamment :
- la longueur du pignon est allongée ce qui, pour une course donnée, accroît la longueur de l'arbre du moteur électrique, donc l'encombrement démarreur ;
- la bague en matière plastique agit sur un épaulement épais du pignon d'entraînement. La présence cet épaulement rend complexe la réalisation du taillage dudit pignon et en augmente le coût ;
- la portion de la bague en plastique sur laquelle agit la fourchette est en porte-à-faux et susceptible de se déformer et de se dégrader rapidement sous l'effet de l'action de ladite fourchette, tant au cours du déplacement libre du pignon que lors de son contact avec la denture de la couronne de démarrage et surtout en fin de course, lors du contact avec la butée, dégradant ainsi la fiabilité du démarreur ;
-Dans le mode de réalisation de la figure 2 de ce brevet, il est nécéssaire d'avoir un moyen de lubrification pour diminuer les risques d'usure dû à la friction entre la bague en plastique et le pignon en acier ;
- la bague en plastique est libre en rotation par rapport au pignon ce qui implique l'existence d'un jeu entre les deux, avec des risques de coincement ou d'arc-boutement, ou encore la présence de pièces complémentaires tel un roulement à billes entre la bague et le pignon d'entraînement, ce qui complexifie l'assemblage et alourdit l'ensemble.
L'invention vise à résoudre les inconvénients de l'art antérieur et concerne à cette fin, un lanceur comportant une bague de manœuvre en rotation du pignon d'entraînement et dans lequel, la bague de manœuvre comprend :
a. un profil de manœuvre 345 comprenant deux joues 346 séparées par une gorge;
et en ce que la bague est fixée sur le pignon et est solidaire en rotation avec le pignon.
Ainsi les frottements se font entre la bague et la fourchette et non entre le pignon et la bague. En effet, la bague étant solidaire en rotation du pignon dans tous les états de fonctionnement permet de maîtriser uniquement deux surface de frottement. Cela permet d'éviter une usure prématurée. En effet, le frottement entre la matière du pignon et la matière de la bague est plus important que le frottement entre la matière de la fourchette et la bague.
Il n'est plus nécessaire ainsi d'avoir un moyen de lubrification entre le pignon et la bague.
Selon une préférence de ce mode de réalisation, la bague est constituée d'un matériau de densité plus léger que le matériau constituant le pignon d'entraînement
Cela permet de diminuer le poids de la voiture mais aussi de diminuer la puissance du contacteur puisque celui-ci pousse un lanceur de poids inférieur à celui de l'art antérieur.
L'invention est avantageusement mise en œuvre selon les modes de réalisation, exposés ci-après, lesquels sont à considérer individuellement ou selon toute combinaison techniquement opérante.
Avantageusement la bague comprend des moyens de liaison comprenant un profil de liaison axiale lesdits moyens de liaison étant aptes à se fixer sur le profil de liaison complémentaire du pignon d'entraînement et en ce que les moyens de liaison et les moyens de manœuvre sont superposés radialement. Ainsi, la superposition radiale des moyens de liaison et des moyens de manœuvre, permet de réduire considérablement l'encombrement axial de la bague de manœuvre et d'accroître la rigidité et la fiabilité des moyens de manœuvre, tout en réduisant la masse déplacée du lanceur. Ces caractéristiques permettent ainsi de réduire l'encombrement du démarreur pourvu d'un tel lanceur.
Avantageusement, les moyens de liaisons sont élastiques et ce que ces moyens sont aptes à encliqueter par déformation radiale sur la partie complémentaire du pignon. Le fait d'utiliser un moyen d'encliquetage permet d'avoir un procédé de fabrication rapide.
Avantageusement, la bague est solidaire en translation avec le pignon. On entend qu'il n'y a pas de jeu lorsque la bague pousse ou tire le pignon. Cela permet d'améliorer la solidité de la bague.
Avantageusement, la bague manœuvre est constituée majoritairement d'une matière plastique, ainsi ladite bague est obtenue de manière économique par injection. Le fait de mouler par injection plastique permet d'avoir un procédé très rapide car le pignon n'a plus besoin d'être usiné mais uniquement frappé.
Avantageusement, les moyens de liaison comprennent des languettes en retournement par rapport à l'alésage interne de la bague de manœuvre, la pliure entre ledit alésage et chaque languette constituant une charnière élastique pour la déformation radiale desdits moyens de liaison. Ainsi, l'effort nécessaire au clipage de la bague de manœuvre sur le pignon, le centrage de ladite bague par rapport audit pignon et la rigidité radiale de l'assemblage de la bague de manœuvre sur le pignon d'entraînement sont aisément définis par le nombre de languettes et les caractéristiques de la pliure. Selon le sens de la pliure par rapport au sens de clipage de la bague sur le pignon, la bague est rendue quasi indémontable en évitant ainsi tout désaccouplement de ladite bague du pignon, notamment lors de la course de retrait après le démarrage du moteur à combustion interne.
Selon un mode de réalisation avantageux, plus particulièrement adapté à un pignon d'entraînement dont la denture extérieure est obtenue par forgeage, le pignon d'entraînement comprend un épaulement de renfort des dentures, l'alésage interne de la bague de manœuvre prenant appui radialement sur la périphérie dudit renfort. Ainsi ledit épaulement coopère avec la bague de manœuvre pour accroître la rigidité du profil de manœuvre de ladite bague.
Avantageusement, les moyens de manœuvre comprennent un profil en gorge entre deux épaulements, le diamètre de fond de gorge étant supérieur au diamètre de sommet de denture du pignon d'entraînement. Ainsi l'action de la fourchette sur un grand diamètre évite tout coincement, notamment sur les cannelures hélicoïdales, lors de la translation du pignon d'entraînement. Cette caractéristique permet également de simplifier l'accouplement de la fourchette avec la bague de manœuvre, particulièrement lorsque le bras de levier entre cet accouplement et l'axe de pivot de ladite fourchette est de longueur réduite, et évite également toute interférence entre la fourchette et le pignon, la bague de manœuvre ou l'arbre du moteur électrique lors de la réalisation de la course.
Selon un mode de réalisation avantageux, le pignon d'entraînement comporte en outre à son extrémité axiale opposée à la bague de manœuvre, une bague de guidage apte à glisser sur une partie lisse de l'arbre du moteur électrique. Cette bague de guidage permet de centrer le pignon d'entraînement sur une partie lisse de l'arbre d'entraînement et ainsi d'éviter tout arc-boutement du pignon d'entraînement pendant sa course, et ceci même si ledit pignon d'entraînement est de longueur réduite. Cette caractéristique permet également de simplifier l'usinage de l'alésage interne du pignon d'entraînement, en autorisant, du fait de l'absence d'épaulement, la réalisation des cannelures hélicoïdales par brochage.
Avantageusement, ladite bague de guidage comporte un épaulement apte à entrer en contact avec la butée de fin de course de l'arbre du moteur électrique. Ainsi, ledit épaulement joue un rôle amortisseur et de réduction du bruit. Avantageusement, la bague de guidage est constituée majoritairement d'une matière plastique. Ainsi ladite bague est légère et est obtenue économiquement notamment par des techniques d'injection. La nature de la matière plastique est avantageusement sélectionnée pour ses caractéristiques de frottement. Ainsi, le glissement du pignon d'entraînement sur l'arbre du moteur électrique est facilité et l'utilisation d'une butée de fin de course rotative n'est pas nécessaire, ce qui contribue à réduire l'encombrement du démarreur.
Avantageusement, la bague de guidage est emmanchée à force dans l'alésage de guidage du pignon d'entraînement. Ce mode d'assemblage est rapide et compatible avec une réalisation en grande série.
Selon un mode de réalisation avantageux, les moyens de liaison entre la fourchette et la bague de manœuvre consistent en deux plots diamétralement opposés pénétrant dans le profil en gorge des moyens de liaison, la distance entre l'axe de liaison pivot de la fourchette et le centre desdits plots étant supérieure à la distance entre l'axe de ladite liaison pivot et l'axe de rotation de l'arbre du moteur électrique. Ce mode de réalisation permet, à encombrement égal, d'utiliser une fourchette de longueur supérieure.
Selon un mode de réalisation, le pignon est en acier, par exemple dans la gamme 20NCB2, pour être forgé à froid.
Selon un mode de réalisation, le pignon est traité après forgeage à froid à cémentation.
Cela permet d'augmenter le taux carbone.
L'invention concerne également un démarreur électrique, notamment pour un moteur à combustion interne, lequel démarreur comprend un lanceur selon ce dernier mode de réalisation. La combinaison des différentes caractéristiques du lanceur permet ainsi de réaliser un démarreur particulièrement compact en regard des réalisations de l'art antérieur.
Avantageusement, la course c du pignon d'entraînement du lanceur du démarreur objet de l'invention, entre la position de repos et la position du démarrage est comprise entre 1 et 1 ,2 fois la longueur l taillée de la partie dentée dudit pignon d'entraînement.
Avantageusement, la longueur de l'arbre du moteur électrique du démarreur électrique objet de l'invention, et sur laquelle le pignon d'entraînement du lanceur se déplace en translation, est comprise entre 2 et 2,5 fois la course c.
L'invention concerne aussi un lanceur comprenant un pignon d'entraînement comportant à une extrémité axiale une bague (230) de guidage apte à glisser sur une partie lisse de l'arbre (420) du moteur électrique du démarreur.
Cette bague de guidage permet de centrer le pignon d'entraînement sur une partie lisse de l'arbre d'entraînement et ainsi d'éviter tout arc-boutement du pignon d'entraînement pendant sa course, et ceci même si ledit pignon d'entraînement est de longueur réduite. Cette caractéristique permet également de simplifier l'usinage de l'alésage interne du pignon d'entraînement, en autorisant, du fait de l'absence d'épaulement, la réalisation des cannelures hélicoïdales par brochage.
Avantageusement, ladite bague de guidage comporte un épaulement apte à entrer en contact avec la butée de fin de course de l'arbre du moteur électrique. Ainsi, ledit épaulement joue un rôle amortisseur et de réduction du bruit.
Avantageusement, la bague de guidage est constituée majoritairement d'une matière plastique. Ainsi ladite bague est légère et est obtenue économiquement notamment par des techniques d'injection. La nature de la matière plastique est avantageusement sélectionnée pour ses caractéristiques de frottement. Ainsi, le glissement du pignon d'entraînement sur l'arbre du moteur électrique est facilité et l'utilisation d'une butée de fin de course rotative n'est pas nécessaire, ce qui contribue à réduire l'encombrement du démarreur.
Avantageusement, la bague de guidage est emmanchée à force dans l'alésage de guidage du pignon d'entraînement. Ce mode d'assemblage est rapide et compatible avec une réalisation en grande série.
Selon des modes de réalisation avantageux le lanceur comprend en outre la bague de manœuvre décrite précédemment.
L'invention est exposée ci-après selon ses modes de réalisation préférés, nullement limitatifs, et en référence aux figures 1 à 6 dans lesquelles :
- la figure 1 , relative à l'art antérieur, montre selon une vue schématique en coupe et de profil, un exemple de réalisation d'un démarreur électrique comportant un lanceur ;
- la figure 2, est une vue en perspective en coupe longitudinale partielle et en éclaté d'un pignon d'entraînement selon un mode de réalisation du lanceur objet de l'invention ;
- la figure 3, montre l'assemblage de la figure 2 selon une vue de profil en coupe longitudinale ;
- la figure 4 représente selon des vues de profil en coupe partielle un exemple de démarreur électrique comportant un lanceur selon un exemple de réalisation de l'invention, figure 4A en configuration dite de repos et figure 4B en position dite de démarrage ;
Figure 2, selon un exemple de réalisation du pignon 220 d'entraînement d'un lanceur selon l'invention, ledit pignon consiste en un assemblage d'une partie 221 dentée réalisée, par exemple en acier, et de deux bagues annulaires 230, 240, réalisées dans un matériau majoritairement constitué d'une matière plastique, lesdites bagues 230, 240 étant clipées sur ladite partie 221 dentée. À titre d'exemple non limitatif, ces bagues 230, 240 sont constituées d'un composite comportant une charge de verre ou de carbone dans une matrice polymère de type polyacétal, également connu sous la dénomination commerciale de Delrin®. Cette matière possède à la fois une bonne résistance au choc et de bonnes caractéristiques de frottement. Ainsi, outre l'avantage sur la masse du pignon d'entraînement, cette constriction composite dudit pignon permet de réduire les bruits de fonctionnement et évite les aménagements spécifiques de graissage, notamment au niveau de la bague de manœuvre, ce qui participe à la compacité du lanceur objet de l'invention. Selon cet exemple de réalisation, la partie 221 dentée est obtenue préférentiellement par forgeage selon un procédé dit « net shape » permettant d'obtenir la denture extérieure en cote finie, et comporte un épaulement 224 de renfort des dentures. Alternativement, la denture extérieure est obtenue par taillage à la fraise mère, dans ce cas, la denture extérieure ne comporte pas un tel épaulement de renfort, afin de réduire le coût de fabrication, cette variante de réalisation restant compatible avec l'invention. L'alésage de la partie 221 dentée comporte des cannelures 225 hélicoïdales, aptes à coopérer avec des cannelures complémentaires de l'arbre du moteur électrique du démarreur (non représenté) sur lequel est monté ce pignon 220 d'entraînement. Lesdites cannelures 225 sont avantageusement réalisées par brochage. La bague 230 à l'extrémité axiale, dite avant, du pignon 220 d'entraînement, est emmanchée dans un alésage 226 réalisé dans la partie 221 dentée, le diamètre dudit alésage 226 étant supérieur au diamètre en fond de cannelure de cette même partie dentée. Ladite bague 230 est une bague de guidage dont l'alésage 231 réalise le centrage du pignon 220 d'entraînement sur l'arbre du moteur électrique du démarreur (non représenté). Ainsi, l'utilisation d'une telle bague 230 annulaire sur l'extrémité avant de la partie dentée, permet la réalisation des cannelures 225 par brochage, tout en assurant la fonction de guidage. La bague 240 annulaire, assemblée sur l'extrémité axiale arrière de la partie dentée, est une bague dite de manœuvre. Ladite bague de manœuvre est, selon ce mode de réalisation, clipée sur la partie 221 dentée par l'intermédiaire de languettes 241 élastiques en retournement par rapport à l'alésage de cette bague annulaire.
Figure 3, les languettes 241 comportent un profil 340 de verrouillage, ici femelle, apte à coopérer avec un profil complémentaire, ici mâle, réalisé à l'extrémité de la partie 221 dentée. La pliure 341 réalisant le retournement des languettes 241 par rapport à l'alésage de la bague 240 annulaire de manœuvre agit comme une charnière élastique de sorte qu'en introduisant par une poussée axiale la bague 240 de manœuvre sur la partie 221 dentée, lesdites languettes 241 s'écartent et s'encliquettent sur l'extrémité arrière de ladite partie dentée. Selon le mode de réalisation représenté figure 3, la pliure 341 est positionnée à l'arrière de la bague de manœuvre dans le sens d'introduction de ladite bague sur l'extrémité de la partie dentée. Selon un mode de réalisation alternatif, la pliure est réalisée à l'avant de la bague de manœuvre dans le sens d'introduction de celle-ci sur l'extrémité de la partie dentée. Dans ce cas, la bague de manœuvre est indémontable après encliquetage. Ladite bague 240 de manœuvre comporte un profil de manœuvre 345 comprenant deux joues 346 séparées par une gorge. Selon cet exemple de réalisation, le diamètre de fond de ladite gorge est supérieur au diamètre extérieur des dents de la partie dentée. Selon cet exemple de réalisation avantageux, l'alésage interne de la bague de manœuvre prend appui sur la périphérie de l'épaulement 224 de renfort des dentures de la partie dentée. Cette disposition permet de rigidifier la forme 345 de manœuvre d'une part et d'autre part sécurise le clipage de la bague de manœuvre sur l'extrémité de la partie dentée. La bague 230 de guidage comprend un épaulement formant une butée 330 axiale à l'extrémité avant du pignon 220 d'entraînement.
Figure 4A, selon un exemple de réalisation d'un démarreur 400 selon l'invention, celui-ci comporte une fourchette 440 articulée selon un axe 450 de liaison pivot par rapport audit démarreur, ladite fourchette 440 étant liée à une de se extrémité à la bague 240 de manœuvre du pignon 220 d'entraînement et à son autre extrémité à une tige 461 mobile, le déplacement en translation de ladite tige 461 mobile étant commandé par un solénoïde 460. La fourchette 440 agit sur la bague 240 de manœuvre dans la forme de manœuvre de ladite bague. Cette bague étant de grand diamètre par rapport à la partie dentée du pignon d'entraînement, cette disposition autorise un déplacement angulaire important de la fourchette lors du déplacement de la tige mobile pour réaliser la course c de démarrage, sans risque d'interférence entre ladite fourchette et d'autres éléments, notamment le pignon d'entraînement. Ainsi, comparativement à l'art antérieur, pour la réalisation d'une course c donnée, il est possible d'utiliser une fourchette 440 moins longue ce qui contribue à améliorer la compacité du démarreur. Ladite course c est égale ou légèrement supérieure à la longueur l taillée de la partie dentée du pignon d'entraînement. La bague d'entraînement étant étroite et connectée directement derrière ladite partie dentée, la longueur de l'arbre 420 du moteur électrique en saillie par rapport audit moteur est à peine plus longue que le double de la course c et inférieure à 2,5 fois la longueur de cette course, ce qui contribue également à rendre ledit démarreur 400 plus compact en regard de l'art antérieur.
Figure 4B, en fin de course de démarrage, l'épaulement 330 avant de la bague de guidage, arrive contre la butée axiale 431 de l'arbre 420 d'entraînement du moteur électrique du démarreur 400. La constitution majoritaire en matière plastique de ladite bague de guidage permet d'amortir le choc contre cette butée et de limiter le bruit qui en résulte. Ainsi, l'accouplement de la fourchette et de la bague de manœuvre par rapport à la partie dentée du pignon d'entraînement, est un accouplement franc, par obstacle axial, sans moyens élastiques comme cela est fréquemment réalisé selon l'art antérieur, ce qui contribue à la compacité du démarreur 400 objet de l'invention.
Lors du déplacement en translation du pignon 220 d'entraînement sur l'arbre du moteur électrique, ledit moteur n'est pas sous tension et n'oppose pas, ou peu, de couple résistant. L'arbre 420 du moteur électrique est lié en rotation avec le pignon 220 d'entraînement par des cannelures 425 hélicoïdales complémentaires des cannelures de l'alésage de la partie dentée du pignon d'entraînement. Ainsi ledit pignon est mis en rotation relative par rapport à l'arbre du moteur électrique. Ce mouvement combiné à l'absence de coupe résistant du moteur électrique permet d'engrener facilement ledit pignon avec la couronne de démarrage (non représentée) avant l'alimentation dudit moteur électrique.
Figure 5, la fourchette 440 est liée à la bague de manœuvre par l'intermédiaire de deux plots 540 en liaison pivot avec la fourchette 440 et qui s'insèrent dans le profil de manœuvre de ladite bague de manœuvre entre les joues dudit profil. À constitution en matière plastique, par exemple en Delrin® de la bague de manœuvre favorise le glissement desdits plots entre les joues du profil de manœuvre, de sorte qu'un mécanisme de roue libre entre ladite fourchette et le pignon 220 d'entraînement n'est pas nécessaire, ce qui contribue à la compacité du démarreur objet de l'invention.
Figure 6, l'axe 640 des plots 540 de liaison de la fourchette 440 avec la bague de manœuvre est avantageusement placé sous l'axe 620 de l'arbre du moteur électrique. Cette disposition permet, pour une longueur de fourchette donnée de réduire la distance d entre la tige mobile du solénoïde et l'arbre du moteur électrique et ainsi de gagner en compacité du démarreur.
La description ci-avant et les exemples de réalisation montrent que l'invention atteint les objectifs visés, en particulier la combinaison des différentes caractéristiques du lanceur objet de l'invention permet de réaliser un démarreur électrique particulièrement compact.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Lanceur, pour un démarreur électrique, comportant une bague (240) de manœuvre solidaire d'un pignon (220) d'entraînement, et dans lequel la bague (240) de manœuvre comprend :
un profil de manœuvre (345) comprenant deux joues (346) séparées par une gorge ;
et en ce que la bague est fixée sur le pignon et est solidaire en rotation avec le pignon.
2. Lanceur selon la revendication 1 , dans lequel la bague comprend des moyens de liaison comprenant un profil de liaison axiale lesdits moyens de liaison étant fixé sur le profil de liaison complémentaire du pignon d'entraînement et en ce que les moyens de liaison et les moyens de manœuvre sont superposés radialement.
3. Lanceur selon la revendication 2, dans lequel les moyens de liaisons sont élastiques et ce que ces moyens (241 ) sont aptes à encliqueter par déformation radiale sur la partie complémentaire du pignon.
4. Lanceur selon l'une des revendications 1 ou 3, dans lequel la bague
(240) de manœuvre est constituée majoritairement d'une matière plastique.
5. Lanceur selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel les moyens de liaison comprennent des languettes (241 ) en retournement par rapport à l'alésage interne de la bague (240) de manœuvre, la pliure (341 ) entre ledit alésage et chaque languette (241 ) constituant une charnière élastique pour la déformation radiale desdits moyens (241 ) de liaison.
6. Lanceur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le pignon d'entraînement comprend un épaulement (224) de renfort des dentures, l'alésage interne de la bague (240) de manœuvre prenant appui radialement sur la périphérie dudit renfort (224).
7. Lanceur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les moyens de manœuvre comprennent un profil (345) en gorge entre deux épaulements (346), le diamètre de fond de gorge étant supérieur au diamètre de sommet de denture (221 ) du pignon d'entraînement.
8. Lanceur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le pignon d'entraînement comporte à son extrémité axiale opposée à la bague (240) de manœuvre, une bague (230) de guidage apte à glisser sur une partie lisse de l'arbre (420) du moteur électrique du démarreur.
9. Lanceur selon la revendication 8, dans lequel la bague (230) de guidage comporte un épaulement (331 ) apte à entrer en contact avec la butée de fin de course de l'arbre du moteur électrique du démarreur.
10. Lanceur selon la revendication 8 ou 9, dans lequel la bague (230) de guidage est constituée majoritairement d'une matière plastique.
1 1 . Lanceur selon l'une des revendications 8 à 10, dans lequel la bague
(230) de guidage est emmanchée à force dans l'alésage (226) de guidage du pignon d'entraînement.
12. Lanceur selon la revendication 7, dans lequel, les moyens de liaison entre la fourchette (440) et la bague de manœuvre, comportent deux plots (540) diamétralement opposés pénétrant dans le profil (345) en gorge des moyens de liaison, la distance entre l'axe (450) de liaison pivot de la fourchette (440) et le centre (640) desdits plots étant supérieure à la distance entre l'axe de ladite liaison pivot et l'axe de rotation de l'arbre (420) du moteur électrique.
Démarreur électrique, notamment pour un moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il comprend un lanceur selon l'une des revendications précédentes.
Démarreur électrique selon la revendication 13, dans lequel la course c du pignon (220) d'entraînement du lanceur entre la position de repos et la position du démarrage est comprise entre 1 et 1 ,2 fois la longueur l taillée de la partie (221 ) dentée dudit pignon d'entraînement.
Démarreur selon la revendication 13 ou 14, dans lequel la longueur de l'arbre (420) du moteur électrique sur laquelle le pignon (220) d'entraînement du lanceur se déplace en translation, est comprise entre 2 et 2,5 fois la course c.
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