WO2018029418A1 - Demarreur muni d'un porte-pignon et d'un pignon - Google Patents

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WO2018029418A1
WO2018029418A1 PCT/FR2017/052147 FR2017052147W WO2018029418A1 WO 2018029418 A1 WO2018029418 A1 WO 2018029418A1 FR 2017052147 W FR2017052147 W FR 2017052147W WO 2018029418 A1 WO2018029418 A1 WO 2018029418A1
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pinion
spring
turn
shoulder
carrier
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PCT/FR2017/052147
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Jean-François OEUVRARD
Christian Mornieux
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Valeo Equipements Electriques Moteur
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Definitions

  • the present invention relates to a starter for a motor vehicle comprising a pinion carrier and a pinion.
  • Motor vehicles comprising a heat engine also include a starting device of this engine, called starter.
  • FIG. 1 shows a starter 201 for an internal combustion engine of a motor vehicle according to the state of the art.
  • This starter 201 comprises a contactor 217 and an electric motor 206 provided on the one hand with a rotor 202, also called an armature, comprising an axis X and able to rotate about this axis, and on the other hand, a stator 21 1, also called inductor, placed around the rotor 202.
  • This stator 21 1 is housed in a yoke 203 of the starter and comprises a plurality of pole pieces 204 for the introduction of an inductor winding 205.
  • the rotor 202 comprises a rotor body 207, an armature winding 208 wound in notches of the rotor body 207 and an armature shaft.
  • This armature winding 208 forms, on either side of the rotor body 207, a front bun 209 and a rear bun 210.
  • the rotor 202 is provided, at the rear, with a collector 212 supported by the armature shaft comprising a plurality of contact pieces electrically connected to the conductive elements, formed in the example in question by wires, of the winding. 208.
  • the manifold 212 of the electric motor 206 is surrounded by the yoke 203.
  • Brushes 215.1 - 215.4 of which only two, namely 215.1 and 215.2 are visible in FIG. 1, are provided for the power supply of the armature winding 208.
  • the brushes are carried by a brush holder 234 sandwiched between the cylinder head 203 and a cover 216. At least one of the group of brushes being connected to the ground of the starter 201 and at least one of the brushes of the group being connected to the contactor 217. There is provided here 4 brushes 215.1 - 215.4. However, the brushes can also be for example two, six or eight.
  • the contactor 217 comprises a terminal 229 connected via an electrical connection element, for example a wire 230, to a power supply of the vehicle.
  • the contactor comprises a terminal 231 connected via an electrical connection element, for example a wire 232 to at least one of the brushes 215.1 - 215.4.
  • the brushes 215.1 - 215.4 rub on the collector 212 when the rotor 202 is rotating.
  • the starter 201 further comprises a launcher 219 slidably mounted on a drive shaft 218 and drivable in rotation about the X axis by the rotor 202.
  • a gear reduction unit 220 may be interposed between the rotor 202 and the drive shaft 218.
  • the launcher 219 comprises a drive member formed a pinion 221 and adapted to engage a drive member 274 of the combustion engine.
  • This drive member is for example a ring gear.
  • the launcher 219 also includes a pinion carrier which is not visible in FIG. Pinion 221 is slidably mounted on pinion carrier 233.
  • the launcher 219 further comprises a freewheel 222 and a pulley washer 223 defining between them a groove 224 for receiving the end 225 of a fork 227.
  • This fork 227 is made for example by molding a plastic material.
  • the fork 227 is actuated by the switch 217 to translate the launcher 219 relative to the drive shaft 218, along the X axis, between a first position in which the launcher 219 is disengaged from the ring gear 274 and a second so-called engagement position in which the launcher 219 drives the combustion engine through the pinion 221.
  • the teeth of the pinion In order for the pinion 221 to drive the ring gear of the heat engine 274, the teeth of the pinion must, after translation of the pinion and the launcher along the X axis, reach the engagement position. According to this engagement position a tooth of the pinion is disposed between two teeth of the crown.
  • the pinion 221 then drives the ring 274 in a direction called positive direction which has the effect of causing when the pinion 221 rotates at a certain speed, the start of the engine.
  • the ring 274 After starting the heat engine, the ring 274 continues to rotate in said positive direction. It then drives the pinion but not the rotor 202 thanks to the freewheel 222.
  • the freewheel 222 is disposed between the rotor 202 and the pinion 221 to allow transmission of the torque of the rotor 202 to the pinion 221 and the ring 274 when it is driven in the positive direction by the pinion.
  • the ring 274 rotates in the positive direction and drives the pinion 221, the rotor 202 is not driven.
  • the starters to make, in particular, engine starts of the W2 type.
  • the speed of rotation of the ring 274 may take a negative value.
  • firing window is defined which corresponds to the interval during which the translation of the pinion 221 will allow the teeth of the pinion to reach the engagement position.
  • the firing window depends in particular on the speed of rotation of the crown 274, the speed of translation of the pinion 221 and the circumferential width of the tooth of the pinion with respect to the distance between two teeth of the crown. A higher translational speed can increase the firing window.
  • This speed of translation of the pinion is directly related to the coefficient of stiffness of a spring between the pinion and the pinion carrier.
  • This spring must in particular both have a coefficient of stiffness sufficient and good durability.
  • a starter comprising:
  • an electric motor comprising a rotor provided with an axis
  • a pinion carrier mounted on a shaft mechanically coupled at least in a direction of rotation with the rotor, comprising at least one shoulder and a front end and a grooved part, a pinion comprising teeth, suitable for meshing with a crown of a combustion engine of a motor vehicle, slidably mounted on the grooved portion of the pinion carrier between a forward position and a rear position, in the forward position of the pinion being closer to the front end of the pinion carrier in the rear position, the pinion being coupled in rotation with the pinion carrier,
  • the pinion comprises a guide portion extending axially from the teeth towards the shoulder of the pinion carrier and the spring comprises a rectangular section, at least one turn of the spring surrounding said guide portion.
  • the portion of guide portion surrounded by the turn improves the guidance of the pinion on the pinion carrier to reduce the risk of bridging of the pinion on the pinion carrier and reduce the friction of the pinion on the door -pinion.
  • the length of the pinion which translates on the pinion carrier increases and this allows in particular to reduce the inclinations of the pinion relative to the X axis and the pinion carrier. This improves the durability of the pinion.
  • the spring of a given length surrounds the guide portion, it is avoided for a distance between the shoulder and the front face of the fixed gear teeth, to reduce the axial length of the spring by the given length.
  • the axial size of the spring and therefore its physical properties and in particular its stiffness.
  • the diameter of the guide portion is less than the inner diameter of the turns of the spring.
  • a circular section spring having a width along the X axis and a length along a radius perpendicular to the X axis makes it possible to gain an axial length of the starter. Indeed, for a section surface, such a spring is shorter in the winding position against the turn of a spring having another section such as circular iso section. In addition, because the spring rotates at the speed of the pinion to start the crown, the fact that the length of its section is perpendicular to the axis X makes it possible to withstand the centrifugal force more than a spring of another section such as to a circular section with iso section surface.
  • the shoulder of the pinion body comprises two parts of different outer diameter, a first part having a diameter greater than the outer diameter of the coil of the spring closest to the shoulder and a second part having a diameter smaller than the internal diameter of the the spire the spring closest to the shoulder and greater than the diameter of the fluted portion.
  • the first and second parts thus form a step allowing on the one hand a stop for the spring from the first part and a centering of the spring from the second part.
  • the axial length of the second portion of the shoulder is directly related to the axial width of a coil of the spring.
  • the second portion of the shoulder has an axial length equal to at least the width of the section of a turn of the spring.
  • the rectangular turns reduce the axial length of the centering portion and thus reduce the axial length of the starter.
  • the spring is a wave spring.
  • at least part of the turns of the spring comprises undulations along the axis and when the pinion is in position before each turn comprises a contiguous part in contact with the neighboring turn. at least one contiguous part of the turn closest to the teeth is welded to the adjoining part of the neighboring turn.
  • At least one contiguous part of the turn closest to the shoulder is welded to the adjoining part of the neighboring turn. It is thus possible to fix by welding the turn of the spring closest to the shoulder or the coil of the spring closest to the teeth at its neighboring turn. This is for the coil nearest to the teeth or the closest to the shoulder, a weld easy to achieve in the case of a wave spring. for each turn of the spring, a contiguous portion of this turn is fixed to a contiguous portion of the neighboring turn, for example by gluing.
  • the shape of the wave spring including contiguous parts, the attachment is simple to achieve. This attachment by the contiguous parts in the case of a wave spring also has the advantage of not disturbing the operation of the wave spring which retains the same mechanical properties in terms of its stiffness in particular.
  • the pinion comprises straight grooves able to cooperate with the grooved part of the pinion carrier so that the movement of the pinion with respect to the pinion carrier is exclusively axial.
  • Straight grooves are understood to mean grooves extending axially and which in particular do not have a radial component.
  • the invention also relates to a starter comprising: an electric motor comprising a rotor provided with an axis, a gear carrier mounted on a shaft mechanically coupled at least in a direction of rotation with the rotor, comprising at least one shoulder and a front end and a grooved part,
  • a pinion comprising teeth, suitable for meshing with a ring of a heat engine of a motor vehicle, slidably mounted on the grooved portion of the pinion carrier between a front position and a rear position, in position before the pinion being closer to the front end of the pinion carrier than to the rear position, the pinion being coupled in rotation with the pinion carrier, a spring mounted between the shoulder and the pinion,
  • the pinion comprises a guide portion extending axially from the teeth towards the shoulder of the pinion carrier and the spring comprises at least one turn surrounding said guide portion and the pinion comprises straight grooves adapted to cooperate with the grooved portion of the pinion carrier so that the movement of the pinion relative to the pinion carrier is exclusively axial.
  • the guiding portion is all the more relevant in the case of a pinion provided with straight grooves so that the movement of the pinion relative to the pinion carrier is exclusively axial. Indeed, for this type of pinion the risk of jamming is greater.
  • FIG 1, already described, represents a section of a starter according to the state of the art
  • FIGS. 2 and 3 represent a view of the pinion and the pinion carrier of the starter according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 4 represents a view of the pinion and the starter pinion carrier according to a second embodiment of the invention.
  • FIG. 5 represents in more detail a wave spring for the pinion and the pinion carrier of the second embodiment.
  • the front side is defined as that located on the side of the crown of the engine and which is on the left in Figures 1 to 4, the rear side being opposite to the front side.
  • FIG. 2 illustrates the following elements: a shaft 218 provided with an axis,
  • a pinion carrier 233 mounted on the shaft 218 via two needle bushings 4 and comprising a grooved portion 2. Furthermore, the pinion carrier 233 comprises a shoulder 17, a free wheel 222 for transmitting the torque of a motor rotor to the gear carrier 233 in a direction of rotation called positive direction.
  • the freewheel 222 is mounted on the shaft 218 by means of helical grooves 19 for example; a pinion 221 capable of meshing with the ring 274 of a combustion engine of a motor vehicle.
  • This pinion is slidably mounted on the grooved portion 2 of the pinion carrier 233 between a forward position and a rear position.
  • the pinion 221 is thus coupled in rotation with the holder
  • the pinion 221 comprises straight grooves adapted to cooperate with the grooved portion 2 of the pinion carrier 233 so that the movement of the pinion relative to the pinion carrier is exclusively axial.
  • This spring 1 comprises a rectangular section having a width along the axis of the shaft 218 and a length along a radius perpendicular to the axis of the shaft 218.
  • a starter 201 comprising in particular an electric motor 206 comprising the rotor 202 provided with an X axis illustrated in Figure 1 to form a starter according to the invention.
  • the axis of the shaft 218 is the X axis of the rotor 202.
  • FIG. 3 shows in more detail in particular the pinion 221 and the pinion carrier 233 of the starter according to a first embodiment of the invention.
  • the pinion 221 comprises teeth 9 and a guide portion 8 extending axially from the teeth 9 towards the shoulder 17 of the pinion carrier 233.
  • the guide portion thus allows a significant increase in the length of the pinion 221 which translates. on the pinion carrier, which makes it possible in particular to reduce the inclinations of the pinion 221 with respect to the axis X.
  • the teeth 9 comprise a front face 18 and a rear face 19 and extend over an axial length represented by the arrow 5.
  • the pinion carrier 233 comprises a front end 10 and the pinion 221 is movable relative to the pinion carrier 233 between a rear position and a forward position in which it is closer to the front end 10 of the pinion carrier than to rear position.
  • the pinion moves relative to the pinion carrier on a stroke illustrated by the arrow 7.
  • the pinion carrier 233 further comprises a stop ring 3 which makes it possible to limit the travel of the pinion with respect to the pinion carrier 233.
  • the shoulder 17 of the pinion carrier 233 comprises two parts of different external diameter, a first part 1 1 having a diameter greater than the outer diameter of the coil of the spring closest to the shoulder and a second part 12 having a diameter smaller than the inner diameter of the coil of the spring closest to the shoulder and greater than the diameter of the grooved portion 2.
  • the spring comprises a turn 14 which is closest to the teeth 9 and a turn 13 which is closest to the shoulder 17.
  • the spring 1 comprises at least one turn surrounding the guide portion 8.
  • the turn 13 surrounds the second portion 12 of the shoulder 17 and abuts against the first portion 1 1 of the shoulder 17.
  • the spring extends more precisely over a length 6 between the first portion 1 1 of the shoulder 17 and the rear face 19.
  • the turn 14 which is closest to the teeth 9 is attached to the neighboring turn.
  • the turn 13 of the spring closest to the shoulder 17 is attached to the neighboring turn. This increases the resistance to centrifugation of the spring 1.
  • FIG. 4 represents in particular the pinion 221 and the pinion carrier 233 of the starter according to a second embodiment of the invention.
  • This embodiment differs from the first embodiment in that the spring 1 disposed between the shoulder of the pinion carrier 233 and the pinion 221 is a wave spring or wave spring.
  • FIG. 5 shows in more detail a wave spring 1 for the pinion 221 and the starter gear holder 233 according to a second embodiment. This wave spring is shown when the pinion 221 is in the forward position.
  • the wave spring 1 comprises the turn 14 which is closest to the teeth 9 and the turn 13 of the spring closest to the shoulder 17.
  • part of the turns of the spring comprises corrugations 15 according to FIG. X axis.
  • each of the turns of the spring comprises at least one contiguous portions 16 which are each in contact with a contiguous part of the neighboring turn.
  • the joining part of a turn with a neighboring turn corresponds to the top of a wave towards the neighboring turn.
  • At least one contiguous portion 16 of the turn 14 closest to the teeth 9 is welded to the contiguous portion 16 of the neighboring turn.
  • at least one contiguous portion 16 of the turn 13 closest to the shoulder 17 is welded to the adjoining part of the neighboring turn.
  • these welds are easy to perform and thus allow to fix the coil 13 of the spring closest to the shoulder 17 or the coil of the spring 14 closest to the teeth 9, at its turn neighbor. These welds allow better resistance to centrifugation of the spring without disturbing the physical properties of the spring.

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Abstract

Démarreur (201 ) comprenant un porte-pignon (233), et un pignon (221 ) et un ressort (1 ) monté entre un épaulement (17) et le pignon (221 ). Il est prévu que le pignon (221 ) comprend une portion de guidage (8) s'étendant axialement à partir de dents (9) du pignon vers l'épaulement (17) du porte-pignon (233), le ressort (1 ) comprend une section rectangulaire et au moins une spire du ressort entourant ladite portion de guidage (8).

Description

DEMARREUR MUNI D'UN PORTE-PIGNON ET D'UN PIGNON DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
La présente invention porte sur un démarreur pour véhicule automobile comprenant un porte-pignon et un pignon. ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE
Les véhicules automobiles comportant un moteur thermique comportent également un dispositif de démarrage de ce moteur thermique, appelé démarreur.
On a représenté sur la figure 1 un démarreur 201 pour un moteur à combustion interne de véhicule automobile selon l'état de la technique.
Ce démarreur 201 comprend un contacteur 217 et un moteur électrique 206 muni d'une part d'un rotor 202, encore appelé induit, comprenant un axe X et pouvant tourner autour de cet axe, et d'autre part, un stator 21 1 , encore appelé inducteur, placé autour du rotor 202. Ce stator 21 1 est logé dans une culasse 203 du démarreur et comprend plusieurs pièces polaires 204 pour la mise en place d'un bobinage inducteur 205.
Le rotor 202 comporte un corps de rotor 207, un bobinage d'induit 208 enroulé dans des encoches du corps de rotor 207 et un arbre d'induit.
Ce bobinage d'induit 208 forme, de part et d'autre du corps de rotor 207, un chignon avant 209 et un chignon arrière 210.
Le rotor 202 est pourvu, à l'arrière, d'un collecteur 212 supporté par l'arbre d'induit comprenant une pluralité de pièces de contact connectées électriquement aux éléments conducteurs, formés dans l'exemple considéré par des fils, du bobinage d'induit 208. Le collecteur 212 du moteur électrique 206 est entouré par la culasse 203.
Des balais 215.1 - 215.4 dont seulement deux à savoir 215.1 et 215.2 sont visibles sur la figure 1 , sont prévus pour l'alimentation électrique du bobinage d'induit 208. Les balais sont portés par un porte balai 234 pris en sandwich entre la culasse 203 et un capot 216. Au moins l'un des balais du groupe étant relié à la masse du démarreur 201 et au moins un des balais du groupe étant relié au contacteur 217. Il est prévu ici 4 balais 215.1 - 215.4. Toutefois, les balais peuvent également être par exemple au nombre de deux, six ou huit.
Le contacteur 217 comprend une borne 229 reliée via un élément de liaison électrique, par exemple un fil 230, à une alimentation électrique du véhicule.
Le contacteur comprend une borne 231 reliée via un élément de liaison électrique, par exemple un fil 232 à au moins un des balais 215.1 - 215.4. Les balais 215.1 - 215.4 viennent frotter sur le collecteur 212 lorsque le rotor 202 est en rotation.
Le démarreur 201 comporte en outre un lanceur 219 monté de manière coulissante sur un arbre d'entraînement 218 et pouvant être entraîné en rotation autour de l'axe X par le rotor 202. Un ensemble réducteur de vitesses 220 peut être interposé entre le rotor 202 et l'arbre d'entraînement 218.
Le lanceur 219 comporte un élément d'entraînement formé un pignon 221 et destiné à s'engager sur un organe d'entraînement 274 du moteur à combustion. Cet organe d'entraînement est par exemple une couronne dentée.
Le lanceur 219 comprend également un porte-pignon qui n'est pas visible sur la figure 1 . Le pignon 221 est monté coulissant sur le porte-pignon 233.
Le lanceur 219 comprend en outre une roue libre 222 et une rondelle poulie 223 définissant entre elles une gorge 224 pour recevoir l'extrémité 225 d'une fourchette 227.
Cette fourchette 227 est réalisée par exemple par moulage d'une matière plastique.
La fourchette 227 est actionnée par le contacteur 217 pour translater le lanceur 219 par rapport à l'arbre d'entraînement 218, suivant l'axe X, entre une première position dans laquelle le lanceur 219 est désengagé de la couronne dentée 274 et une deuxième position dite d'engagement dans laquelle le lanceur 219 entraîne le moteur à combustion par l'intermédiaire du pignon 221 . Pour que le pignon 221 puisse entraîner la couronne dentée du moteur thermique 274, les dents du pignon doivent après translation du pignon et du lanceur suivant l'axe X atteindre la position d'engagement. Selon cette position d'engagement une dent du pignon est disposée entre deux dents de la couronne. Le pignon 221 entraîne alors la couronne 274 dans un sens appelé sens positif ce qui a pour effet de provoquer lorsque le pignon 221 tourne à une certaine vitesse, le démarrage du moteur thermique.
Après le démarrage du moteur thermique, la couronne 274 poursuit sa rotation dans ledit sens positif. Elle entraine alors le pignon mais pas le rotor 202 grâce à la roue libre 222.
En effet, la roue libre 222 est disposée entre le rotor 202 et le pignon 221 pour permettre une transmission du couple du rotor 202 vers le pignon 221 et la couronne 274 lorsque celle-ci est entraînée dans le sens positif par le pignon. Au contraire, lorsque la couronne 274 tourne dans le sens positif et entraine le pignon 221 , le rotor 202 n'est pas entraîné.
Selon l'état de la technique, on définit plusieurs types de démarrage en fonction de l'état de fonctionnement du moteur thermique.
Plus précisément, lors de son arrêt, après le ralenti, le moteur thermique passe par une phase de diminution rapide de la vitesse de rotation, le démarrage pendant cette phase est appelé "Fenêtre 1 ", "window 1 " ou "W1 " selon un terme anglo-saxon bien connu de l'homme du métier.
Par la suite, le moteur passe par une phase appelée parfois balancement selon laquelle sa couronne peut tourner dans un sens négatif opposé au sens de rotation positif mentionné ci-avant, le démarrage pendant cette phase est appelé "Fenêtre 2", "window 2" ou "W2" selon un terme anglo- saxon bien connu de l'homme du métier. Quand le moteur est arrêté, on parle de démarrage "Fenêtre 0", "window 0" ou "WO" selon un terme anglo-saxon bien connu de l'homme du métier.
Il est prévu avec les démarreurs de faire notamment des démarrages du moteur de type W1 . Selon le type de démarrage W1 , la vitesse de rotation de la couronne 274, en train de décroître, peut atteindre une vitesse de l'ordre de plusieurs centaines de tours par minute mais sans toutefois être supérieur à 800 tours par minute.
Il est également prévu avec les démarreurs de faire notamment des démarrages du moteur de type W2. Selon le type de démarrage W2, la vitesse de rotation de la couronne 274 peut prendre une valeur négative.
Selon le démarrage W1 ou W2, il faut que lors de la translation du pignon les dents du pignon puisse atteindre la position d'engagement mentionnée ci- dessus alors que la couronne du moteur thermique est encore rotation. Il arrive donc que cet engagement n'ait pas lieu mais qu'au contraire une dent du pignon tape contre une dent de la couronne. Cela provoque alors un rebond du pignon. On définit le terme de fenêtre de tir qui correspond à l'intervalle pendant lequel la translation du pignon 221 va permettre aux dents du pignon d'atteindre la position d'engagement. La fenêtre de tir dépend notamment de la vitesse de rotation de la couronne 274, de la vitesse de translation du pignon 221 et de la largeur circonférentielle de la dent du pignon par rapport à la distance entre deux dents de la couronne. Une vitesse de translation plus importante peut augmenter la fenêtre de tir.
Cette vitesse de translation du pignon est directement reliée au coefficient de raideur d'un ressort entre le pignon et le porte-pignon. Ce ressort doit notamment à la fois présenter un coefficient de raideur suffisant et une bonne durabilité.
De plus lors de la translation du pignon sur le porte-pignon à l'aide du ressort, il peut apparaître un frottement entre le pignon et le porte-pignon voire même si le pignon est trop incliné par rapport à l'axe de translation un arc-boutement du pignon qui reste alors bloqué. Une autre des problématiques des démarreurs installés dans les véhicules automobile est leur encombrement et notamment axial.
Il existe donc un besoin pour un démarreur comprenant un porte-pignon et un pignon qui présente une longueur axiale réduite et permet une limitation des forces de frottement et des risques d'arc-boutement tout en présentant un ressort ayant un coefficient de raideur suffisant et une bonne durabilité.
OBJET DE L'INVENTION
L'invention a pour objet de répondre à ce besoin tout en remédiant à au moins un de ces inconvénients précités. Suivant l'invention il est proposé un démarreur comprenant:
-un moteur électrique comprenant un rotor muni d'un axe,
-un porte-pignon monté sur un arbre accouplé mécaniquement au moins dans un sens de rotation avec le rotor, comprenant au moins un épaulement et une extrémité avant ainsi qu'une partie cannelée, -un pignon comprenant des dents, apte à s'engrener avec une couronne d'un moteur thermique d'un véhicule automobile, monté coulissant sur la partie cannelée du porte-pignon entre une position avant et une position arrière, en position avant le pignon étant plus proche de l'extrémité avant du porte- pignon qu'en position arrière, le pignon étant accouplé en rotation avec le porte-pignon,
-un ressort monté entre l'épaulement et le pignon,
Selon une caractéristique générale, le pignon comprend une portion de guidage s'étendant axialement à partir des dents vers l'épaulement du porte- pignon et le ressort comprend une section rectangulaire, au moins une spire du ressort entourant ladite portion de guidage.
La partie de portion de guidage entourée par la spire permet d'améliorer le guidage du pignon sur le porte-pignon afin de diminuer le risque d'arc- boutement du pignon sur le porte-pignon ainsi que diminuer les frottements du pignon sur le porte-pignon. En effet, avec cette portion de guidage, la longueur du pignon qui translate sur le porte-pignon augmente et cela permet notamment de réduire les inclinaisons du pignon par rapport à l'axe X et au porte-pignon. On améliore ainsi la durabilité du pignon.
En entourant cette portion de guidage du ressort on assure également un bon positionnement du ressort ce qui réduit encore les inclinaisons du pignon par rapport au porte-pignon.
De plus comme une partie du ressort d'une longueur donnée entoure la portion de guidage, on évite pour une distance entre l'épaulement et la face avant des dents du pignon fixée, de diminuer de la longueur donnée la taille axiale du ressort. Ainsi, on peut conserver la taille axiale du ressort et donc ses propriétés physiques et notamment sa raideur. Par exemple, on peut définir que le diamètre de la portion de guidage est inférieur au diamètre interne des spires du ressort.
D'autre part, l'utilisation d'un ressort à spires de section rectangulaire ayant une largeur selon l'axe X et une longueur selon un rayon perpendiculaire à l'axe X, permet de limiter pour un même nombre de spires, l'encombrement axial du ressort.
Ainsi, un ressort a section circulaire ayant une largeur selon l'axe X et une longueur selon un rayon perpendiculaire à l'axe X permet de gagner une longueur axiale du démarreur. En effet pour une surface de section, un tel ressort est moins long en position spire contre spire qu'un ressort ayant une autre section tel que circulaire à iso section. En outre, du fait que le ressort tourne à la vitesse du pignon pour démarrer la couronne, le fait que la longueur de sa section soit perpendiculaire à l'axe X permet de résister à la force centrifuge plus qu'un ressort d'une autre section tel qu'à une section circulaire à iso surface de section.
Selon d'autres caractéristiques prises isolément ou en combinaison :
-l'épaulement du corps de pignon comprend deux parties de différent diamètre externe, une première partie ayant un diamètre supérieur au diamètre externe de la spire du ressort la plus proche de l'épaulement et une deuxième partie ayant un diamètre inférieur au diamètre interne de la spire du ressort la plus proche de l'épaulement et supérieur au diamètre de la partie cannelée. La première et la deuxième parties forment ainsi une marche permettant d'une part une butée pour le ressort de part la première partie et un centrage du ressort de part la deuxième partie. La longueur axiale de la deuxième partie de l'épaulement est directement liée à la largeur axiale d'une spire du ressort. Par exemple, on peut prévoir que la deuxième partie de l'épaulement ait une longueur axiale égale au moins à la largeur de la section d'une spire du ressort. Ainsi, dans le cas où l'épaulement comprend deux parties, les spires rectangulaires permettent de diminuer la longueur axiale de la partie de centrage et donc de diminuer la longueur axiale du démarreur.
-la spire du ressort la plus proche des dents est fixée à la spire voisine.
-la spire du ressort la plus proche de l'épaulement est fixée à la spire voisine.
Cela permet d'augmenter la résistance à la centrifugation du ressort et donc par exemple que la vitesse de rotation du puisse dépasser le seuil de 30000 tours / min. En effet, le ressort est entraîné en rotation avec le porte-pignon et le pignon et lorsque la vitesse de rotation est de l'ordre 30000 tours par minute alors, la force centrifuge appliquée sur les spires du ressort est telle que le ressort commence à se dérouler. Ce phénomène de déroulement qui entraîne la destruction du ressort ou son éjection commence par la spire la plus proche de l'épaulement ou la spire la plus proche des dents. Ainsi, en fixant cette spire, le ressort peut supporter une vitesse de rotation plus importante et on décale l'apparition du déroulement du ressort.
-le ressort est un ressort à vagues. Pour une même raideur et en conservant la course, on peut avec un tel ressort diminuer la longueur axiale du ressort entre l'épaulement et le pignon. Cela permet de diminuer la distance entre l'épaulement et la face avant des dents du pignon ou d'augmenter la longueur axiale des dents en conservant la distance entre l'épaulement et la face avant des dents du pignon. -une partie au moins des spires du ressort comprend des ondulations suivant l'axe et lorsque le pignon est en position avant chaque spire comprend une partie jointive en contact avec la spire voisine. -au moins une partie jointive de la spire la plus proche des dents est soudée à la partie jointive de la spire voisine.
-au moins une partie jointive de la spire la plus proche de l'épaulement est soudée à la partie jointive de la spire voisine. On peut ainsi fixer par soudure la spire du ressort la plus proche de l'épaulement ou la spire du ressort la plus proche des dents à sa spire voisine. Il s'agit que ce soit pour la spire la plus proche des dents ou celle la plus proche de l'épaulement, d'une soudure facile à réaliser dans le cas d'un ressort à vagues. -pour chaque spire du ressort, une partie jointive de cette spire est fixée à une partie jointive de la spire voisine par exemple par collage. La forme du ressort à vagues comprenant des parties jointives, la fixation est simple à réaliser. Cette fixation par les parties jointives dans le cas d'un ressort à vagues présente également l'avantage de ne pas perturber le fonctionnement du ressort à vagues qui conserve les mêmes propriétés mécaniques du point de vue de sa raideur notamment.
-pour chaque spire du ressort, une partie jointive de cette spire est soudée à une partie jointive de la spire voisine. En plus des avantages mentionnés ci avant, à savoir, le fait qu'avec la forme du ressort à vagues comprenant des parties jointives, la fixation est simple à réaliser et qu'on ne perturbe pas le fonctionnement du ressort à vagues, la soudure est une fixation simple à réaliser, rapide et durable.
-le pignon comprend des rainures droites aptes à coopérer avec la partie cannelée du porte-pignon de sorte que le mouvement du pignon par rapport au porte-pignon soit exclusivement axial. C'est une solution standard pour laquelle les coûts pourront être réduits. On entend par rainures droites des rainures s'étendant axialement et qui n'ont notamment pas de composante radiale.
L'invention a également pour objet un démarreur comprenant: -un moteur électrique comprenant un rotor muni d'un axe, -un porte-pignon monté sur un arbre accouplé mécaniquement au moins dans un sens de rotation avec le rotor, comprenant au moins un épaulement et une extrémité avant ainsi qu'une partie cannelée,
-un pignon comprenant des dents, apte à s'engrener avec une couronne d'un moteur thermique d'un véhicule automobile, monté coulissant sur la partie cannelée du porte-pignon entre une position avant et une position arrière, en position avant le pignon étant plus proche de l'extrémité avant du porte- pignon qu'en position arrière, le pignon étant accouplé en rotation avec le porte-pignon, -un ressort monté entre l'épaulement et le pignon,
Selon une caractéristique générale, le pignon comprend une portion de guidage s'étendant axialement à partir des dents vers l'épaulement du porte- pignon et le ressort comprend au moins une spire entourant ladite portion de guidage et le pignon comprend des rainures droites aptes à coopérer avec la partie cannelée du porte-pignon de sorte que le mouvement du pignon par rapport au porte-pignon soit exclusivement axial.
Ainsi, avec la partie de portion de guidage entourée par une partie du ressort on améliore le guidage du pignon sur le porte-pignon afin de diminuer le risque de l'arc-boutement du pignon sur le porte-pignon ainsi que diminuer les frottements du pignon sur le porte-pignon et donc d'améliorer la durée de vie du pignon.
La portion de guidage est d'autant plus pertinente dans le cas d'un pignon muni de rainures droites de sorte que le mouvement du pignon par rapport au porte-pignon soit exclusivement axial. En effet, pour ce type de pignon le risque d'arc-boutement est plus important.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée de modes de mise en œuvre et de réalisation, nullement limitatifs, et des dessins annexés sur lesquels : -la figure 1 , déjà décrite, représente un coupe d'un démarreur selon l'état de la technique ;
-les figures 2 et 3 représentent une vue du pignon et du porte-pignon du démarreur selon un premier mode de réalisation de l'invention; -la figure 4 représente une vue du pignon et du porte-pignon du démarreur selon un deuxième mode de réalisation de l'invention; et
-la figure 5 représente plus en détail un ressort à vagues pour le pignon et le porte-pignon du deuxième mode de réalisation.
Les éléments identiques, similaires, ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre. On définit le côté avant comme celui situé du côté de la couronne du moteur thermique et qui se situe à gauche dans les figures 1 à 4, le côté arrière étant opposé au côté avant.
DESCRIPTION D'EXEMPLES DE REALISATION DE L'INVENTION
La figure 2 illustre les éléments suivants: - un arbre 218 muni d'un axe,
-un ensemble réducteur de vitesses 220,
-un porte-pignon 233 monté sur l'arbre 218 par l'intermédiaire de deux douilles à aiguilles 4 et comprenant une partie cannelée 2. Par ailleurs, le porte-pignon 233 comprend un épaulement 17, -une roue libre 222 pour transmettre le couple d'un rotor du moteur vers le porte-pignon 233 dans un sens de rotation appelé sens positif. Ainsi le porte- pignon 233 est accouplé mécaniquement au moins dans un sens de rotation avec le rotor. La roue libre 222 est montée sur l'arbre 218 par l'intermédiaire de rainures hélicoïdales 19 par exemple; -un pignon 221 apte à s'engrener avec la couronne 274 d'un moteur thermique d'un véhicule automobile. Ce pignon est monté coulissant sur la partie cannelée 2 du porte-pignon 233 entre une position avant et une position arrière. Le pignon 221 est ainsi accouplé en rotation avec le porte- pignon 233. Par exemple, le pignon 221 comprend des rainures droites aptes à coopérer avec la partie cannelée 2 du porte-pignon 233 de sorte que le mouvement du pignon par rapport au porte-pignon soit exclusivement axial.
-un ressort 1 monté entre l'épaulement 17 et le pignon 221 . Ce ressort 1 comprend une section rectangulaire ayant une largeur selon l'axe de l'arbre 218 et une longueur selon un rayon perpendiculaire à l'axe de l'arbre 218.
Ces éléments peuvent être intégrés à un démarreur 201 comprenant notamment un moteur électrique 206 comprenant le rotor 202 muni d'un axe X illustré en figure 1 pour former un démarreur selon l'invention. Ainsi, l'axe de l'arbre 218 est l'axe X du rotor 202.
La figure 3 représente plus en détail notamment le pignon 221 et le porte- pignon 233 du démarreur selon un premier mode de réalisation de l'invention.
Le pignon 221 comprend des dents 9 et une portion de guidage 8 s'étendant axialement à partir des dents 9 vers l'épaulement 17 du porte-pignon 233. La portion de guidage permet ainsi une augmentation significative de la longueur du pignon 221 qui translate sur le porte-pignon ce qui permet notamment de réduire les inclinaisons du pignon 221 par rapport à l'axe X.
Les dents 9 comprennent une face avant 18 et une face arrière 19 et s'étendent sur une longueur axiale représentée par la flèche 5.
Le porte-pignon 233 comprend une extrémité avant 10 et le pignon 221 est mobile par rapport au porte-pignon 233 entre une position arrière et une position avant dans laquelle il est plus proche de l'extrémité avant 10 du porte-pignon qu'en position arrière. Ainsi, le pignon se déplace par rapport au porte-pignon sur une course illustrée par la flèche 7.
Le porte-pignon 233 comprend en outre, une bague d'arrêt 3 qui permet de limiter la course du pignon par rapport au porte-pignon 233. L'épaulement 17 du porte-pignon 233 comprend deux parties de différent diamètre externe, une première partie 1 1 ayant un diamètre supérieur au diamètre externe de la spire du ressort la plus proche de l'épaulement et une deuxième partie 12 ayant un diamètre inférieur au diamètre interne de la spire du ressort la plus proche de l'épaulement et supérieur au diamètre de la partie cannelée 2.
Le ressort comprend une spire 14 qui est la plus proche des dents 9 et une spire 13 qui est la plus proche de l'épaulement 17. Le ressort 1 comprend au moins une spire entourant la portion de guidage 8. Par exemple, la spire 13 entoure la deuxième partie 12 de l'épaulement 17 et est en butée contre la première partie 1 1 de l'épaulement 17. Ainsi, le ressort s'étend plus précisément sur une longueur 6 entre la première partie 1 1 de l'épaulement 17 et la face arrière 19. En utilisant un ressort à spires rectangulaires, on peut limiter la longueur axiale de la deuxième partie 12 de l'épaulement 17 ce qui permet en conservant la même course 7 de pouvoir diminuer la longueur entre la face avant du pignon 18 et entre l'épaulement ou de diminuer une longueur axiale 20 de l'ensemble porte-pignon, pignon, roue libre. Par ailleurs, on peut prévoir que la spire 14 qui est la plus proche des dents 9 est fixée à la spire voisine. De même, on peut prévoir que la spire 13 du ressort la plus proche de l'épaulement 17 est fixée à la spire voisine. On augmente ainsi la tenue à la centrifugation du ressort 1 .
La figure 4 représente notamment le pignon 221 et le porte-pignon 233 du démarreur selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Ce mode de réalisation se distingue du premier mode de réalisation en ce que le ressort 1 disposé entre l'épaulement du porte-pignon 233 et le pignon 221 est un ressort à vagues ou ressort à ondulations.
Ainsi, pour une même raideur et en conservant la course 7, on peut avec un ressort à vagues, diminuer la longueur axiale 6 du ressort entre l'épaulement et le pignon. Cela permet soit de diminuer la distance entre l'épaulement et la face avant 18 des dents du pignon représentée par la somme des flèches 5 + 6 soit d'augmenter la longueur axiale des dents 5 en conservant la distance entre l'épaulement et la face avant des dents du pignon. Dans le cas d'une diminution de la longueur 5+6, il est alors possible de diminuer la longueur axiale 20 de l'ensemble porte-pignon, pignon, roue libre. La figure 5 représente plus en détail un ressort à vagues 1 pour le pignon 221 et le porte-pignon 233 du démarreur selon un deuxième mode de réalisation. Ce ressort à vagues est représenté lorsque le pignon 221 est en position avant. Le ressort à vagues 1 comprend la spire 14 qui est la plus proche des dents 9 et la spire 13 du ressort la plus proche de l'épaulement 17. Comme on peut le voir une partie des spires du ressort comprend des ondulations 15 suivant l'axe X. Par ailleurs, chacune des spires du ressort comprend au moins une parties jointives 16 qui sont chacune en contact avec une partie jointive de la spire voisine. Par exemple, la partie jointive d'une spire avec une spire voisine correspond au sommet d'une ondulation vers la spire voisine.
Par exemple, on peut prévoir qu'au moins une partie jointive 16 de la spire 14 la plus proche des dents 9 est soudée à la partie jointive 16 de la spire voisine. De même, on peut prévoir qu'au moins une partie jointive 16 de la spire 13 la plus proche de l'épaulement 17 est soudée à la partie jointive de la spire voisine.
Dans le cas d'un ressort à vague, ces soudures sont faciles à réaliser et permettent ainsi de fixer la spire 13 du ressort la plus proche de l'épaulement 17 ou la spire du ressort 14 la plus proche des dents 9, à sa spire voisine. Ces soudures permettent une meilleure tenue à la centrifugation du ressort sans perturber les propriétés physiques du ressort.
On peut également prévoir que pour chaque spire du ressort 1 , une partie jointive 16 de cette spire est fixée à une partie jointive 16 de la spire voisine. On peut ainsi encore améliorer la tenue à la centrifugation toujours sans perturber les propriétés physiques du ressort puisqu'en fonctionnement normal, les parties jointives de deux spires voisines sont en contact. Bien entendu, on peut prévoir que cette fixation est faite par soudure.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Démarreur (201 ) comprenant:
-un moteur électrique (206) comprenant un rotor (202) muni d'un axe (X),
-un porte-pignon (233) monté sur un arbre (218) accouplé mécaniquement au moins dans un sens de rotation avec le rotor (202), comprenant au moins un épaulement (17) et une extrémité avant (10) ainsi qu'une partie cannelée (2),
-un pignon (221 ) comprenant des dents (9), apte à s'engrener avec une couronne (274) d'un moteur thermique d'un véhicule automobile, monté coulissant sur la partie cannelée (2) du porte-pignon (233) entre une position avant et une position arrière, en position avant le pignon (221 ) étant plus proche de l'extrémité avant (10) du porte-pignon qu'en position arrière, le pignon (221 ) étant accouplé en rotation avec le porte-pignon (233),
-un ressort (1 ) monté entre l'épaulement (17) et le pignon (221 ), caractérisé en ce que le pignon (221 ) comprend une portion de guidage (8) s'étendant axialement à partir des dents (9) vers l'épaulement (17) du porte- pignon (233) et en ce que le ressort (1 ) comprend une section rectangulaire, au moins une spire du ressort entourant ladite portion de guidage (8).
2. Démarreur selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'épaulement (17) du corps de pignon comprend deux parties de différent diamètre externe, une première partie (1 1 ) ayant un diamètre supérieur au diamètre externe de la spire du ressort la plus proche de l'épaulement et une deuxième partie (12) ayant un diamètre inférieur au diamètre interne de la spire du ressort la plus proche de l'épaulement et supérieur au diamètre de la partie cannelée (2).
3. Démarreur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la spire du ressort (14) la plus proche des dents (9) est fixée à la spire voisine.
4. Démarreur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la spire (13) du ressort la plus proche de l'épaulement (17) est fixée à la spire voisine.
5. Démarreur selon l'une quelconques des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ressort (1 ) est un ressort à vagues.
6. Démarreur selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'une partie au moins des spires du ressort (1 ) comprend des ondulations (15) suivant l'axe et en ce que lorsque le pignon est en position avant chaque spire comprend une partie jointive (16) en contact avec la spire voisine.
7. Démarreur selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'au moins une partie jointive (16) de la spire la plus proche des dents (9) est soudée à la partie jointive de la spire voisine.
8. Démarreur selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'au moins une partie jointive de la spire (13) la plus proche de l'épaulement (17) est soudée à la partie jointive de la spire voisine.
9. Démarreur selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que pour chaque spire du ressort (1 ), une partie jointive (16) de cette spire est fixée à une partie jointive de la spire voisine.
10. Démarreur selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que pour chaque spire du ressort (1 ), une partie jointive (16) de cette spire est soudée à une partie jointive de la spire voisine.
1 1 . Démarreur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pignon (221 ) comprend des rainures droites aptes à coopérer avec la partie cannelée (2) du porte-pignon (233) de sorte que le mouvement du pignon (221 ) par rapport au porte-pignon (233) soit exclusivement axial.
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DE102008054979A1 (de) * 2008-12-19 2010-06-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung für Start-Stopp-Anlagen von Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen
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