Brevet FR2007272A1 — publié le 19700102

La présente invention concerne un démarreur, notamment pour moteurs à pistons, comportant au moins un arbre placé sous l'action d'un ressort qui, lors du démarrage peut être raccordé par l'intermédiaire d'un organe d'accouplement à l'organe du 5 moteur a entraîner en rotation, et comprenant des moyens qui, une fois le lancement du moteur terminé, sont mis en action par le mouvement de l'organe du moteur et provoquent un "réarmement" automatique de la source d'énergie. Le but de l'invention est, dans le cas d'un démarreur de 10 ce type, d'une part de limiter à un minimum le nombre des organes mobiles ainsi que leur masse, et de permettre la réalisation d'un démarreur fonctionnant avec une parfaite sécurité, même lorsque les moteurs entraînés sont de grandes dimensions, et d'autre part de réaliser un démarreur robuste et de forme compac-15 te, en associant directement les uns aux autres les organes du mécanisme. Suivant l'invention, ce résultat est obtenu par le fait qu'entre l'organe d'accouplement et l'organe du moteur sont disposés, l'un à côté de l'autre, un mécanisme à roue libre et un 20 pécanisme différentiel qui entrent alternativement en action de telle sorte que, lors du démarrage, l'organe d'accouplement soit solidarisé avec l'organe du moteur par l'intermédiaire du mécanisme à roue libre, et lors du réarmement de la source d'éftergie, par l'intermédiaire du mécanisme différentiel. 25 Suivant le mode de réalisation préféré de l'objet de l'in vention, destiné aux moteurs à combustion interne comportant un vilebrequin, la source d'énergie est constituée par un ressort de torsion hélicoïdal fixé par l'une de ses extrémités dans un élément du carter et attaquant par son autre extrémité l'élément 30 d'accouplement constitué par un manchon, tandis que l'organe du moteur considéré est constitué par un manchon fixé à l'extrémité du vilebrequin. Suivant une autre particularité de l'objet de l'invention, le mécanisme différentiel peut être constitué par un mécanisme à 35 galets de friction dont la cage peut être bloquée ou immobilisée ou par un train épicycloïdal dont le porte-satellites peut être bloqué. Suivant une autre particularité, on utilise avantageusement, pour bloquer la cage ou le porte-satellites, soit un axe de commande, soit un frein, soit encore un accouplement, qui 4-0 peut être actionné à la main. Lorsque par contre l'enclenchement 69 12951 2 2007272 doit se produire automatiquement, on utilise, suivant une autre particularité de l'invention, un régulateur centrifuge entraîné par un organe du moteur et enclenchant automatiquement l*axe de commande, le frein ou l'accouplement dès qu'un régime déterminé 5 est atteint. Suivant un autre mode de réalisation de l'objet de l'invention, afin de permettre dans certains cas spéciaux tin réenclenchement ou un démarrage à la main, il est prévu au moins une dent d'accouplement associée au manchon fixé au vilebrequin et 10 pouvant être amenée en prise avec un cran d'une manivelle. Les dessins schématiques annexés montrent, à titre d'exe** ; pies non limitatifs, plusieurs modes de réalisation de l'objet de l'invention* La fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'un démarreur 15 comportant un axe d'enclenchement pouvant être actionné à la nain. t Les fig. 1a et 1b montrent l'axe d'enclenchement dans deux positions de fonctionnement différentes. La fig. 2 est une vue ,en coupe transversale par la lign* 20 II-II en fig. 1. La fig* 3 montre un régulateur centrifuge agissant sur l'axe d'enclenchement représenté sur la fig. 1. On décrira maintenant l'invention en prenant comme exemple un moteur à combustion interne de type connu, comportant un vi-25 lebrequin 1 monté dans le carter de moteur 2. A l'extrémité tronconique 1a du vilebrequin 1 est fixé, au moyen d'un écrou de serrage 3, un manchon 4- sur la périphérie cylindrique duquel est monté fou un manchon 6 à section en forme de Z, avec interposition d'un roulement à billes 5» Un ressort de torsion 30 hélicoïdal 7 à plusieurs spires sert de source de force pour le démarreur. Ce ressort entoure concentriquement le manchon 6 et est ancré dans ce manchon par son extrémité 7b. L'autre extrémité 7a du ressort est maintenue fermement dans le carter 2. Une tôle de recouvrement 8 est fixée par vissage sur le car— 35 ter 2 et protège le ressort 7 de l'extérieur. Entre le manchon 6 constituant l'organe d'accouplement et le manchon 4 représentant l'organe du moteur sont disposés l'un à côté de l'autre un mécanisme à roue libre et un mécanisme à galets de friction. Le mécanisme à roue libre comporte une ba-40 gue extérieure 9a fixée dans le manchon 6 et une bague 69 12951 3 2007272 \ intérieure 9b insérée rigidement dans le manchon 4, les galets 9 de la roue libre pouvant se déplacer entre ces deux bagues. Le mécanisme à roue libre est constitué de manière connue de telle sorte que, lorsque la bague extérieure 9a tourne dans le 5 sens horaire, le mouvement soit transmis par les galets 9 à la bgigue intérieure 9b, qui est entraînée en rotation dans le même sens. Par ailleurs, il est possible, lorsque la bague intérieure 9b tourne dans le sens horaire, de maintenir immobile la bague extérieure 9a* 10 Le mécanisme à galets de friction comporte, comme représen té, cinq galets annulaires 10 qui coopèrent, avec une friction appropriée, avec la périphérie du manchon 4 et avec la surface intérieure du manchon 6. Une cage maintient les galets écartés les un» des autres de la distance désirée. Cette cage est cons-15 tituée par deux plaques annulaires transversales 11, qui sont reliées rigidement l'une à l'autre au moyen de cinq barrettes 11a. Sur la plaque de droite 11 est fixée une butée 12. Deux circlips 18a, 18b fixés dans le manchon 4 et plusieurs bagues d'entretoisement 19 maintiennent le manchon 6 20 ainsi que les mécanismes 9 et 10 dans la position axiale nécessaire au fonctionnement sur le manchon 4. Dans le boîtier 2 est logé tin axe de commande Cylindrique " 13 monté de manière à pouvoir se déplacer dans le sens &-xial du vilebrequin 1. Une tige de butée 14 s'engage dans une 25 rainure axiale 13a de cet axe de commande 13 et limite ainsi sa possibilité de déplacement. Une lame-ressort 16 fixée au carter 2 au moyen de vis 15 s'engage latéralement dans une rainure 13b de l'axe de commande 13 et tend9 par suite de son élasticité, à déplacer l'axe de commande vers la gauche et à 30 le maintenir dans la position dans laquelle il est représenté sue la fig. 1. A l'extrémité de la lame-ressort 16 est également articulée la tête 1?a d'un piston 17 pouvant se déplacer dans une chambre 2a du carter 2. Cette chambre est reliée aux organes qui l'entourent par un étranglement 2b. 35 L'extrémité 13c de l'axe de commande 1-3 s'engage, dans la position dans laquelle il est représenté, dans un évidement radial 6a du manchon 6 et l'empêche de se déplacer angulaire-ment. Un évidement transversal 13d fraisé dans l'axe de commande 13 permet à la butée 12 de la cage 11 de passer libre 40 ment, de telle sorte que cette cage puisse tourner.. 69 12951 4 20Ô7272 Le dispositif décrit fonctionne de la manière suivante t On supposera que, dans la position des organes représentée sur les fig. 1 et 2, le ressort 7 du démarreur est bandé, et le moteur à combustion interne est au repos, c'est-à-dire que le 5 vilebrequin est immobile. Dès lors, si le conducteur veut mettre lê moteur à combustion interne en marche, il tire l'axe de commande 13 vers la droite, assez loin pour que son extrémité 13c se dégage de 1'évidement 6a du manchon 6 et parvienne vers la droite au 10 delà de la butée 12, afin que les- organes 11 et 12 puissent tourner librement. Ce manchon 6 est alors libéré en vue de sa rotation et se déplace dans le sens horaire sous l'action du ressort bandé 7« La bague extérieure 9a est alors entraînée et elle entraîne elle-même, par la roue libre 9» la bague intérieu-15 re 9b et par conséquent le manchon 4, dans le même sens. Le vilebrequin 1 relié au manchon 4 ezt de cette façon également entraîné dans le sens horaire et, après environ un tour effectué par le manchon 6, le moteur à combustion interne est mis en marche. Le moteur, une fois lancé, accélère alors lui-même son 20 régime. ' Dès que, une fois le démarrage assuré, le manchon 6 s'im mobilise avec la bague extérieure 9a, la bague intérieure 9b de la roue libre, le manchon £ et le vilebrequin 1 tournent alors en même temps que le moteur. Les galets 10 tournent an-25 tre le manchon 4 en rotation et le manchon 6 immobile, la cage 11 se déplaçant dans le sens horaire avec une vitesse allant en diminuant. Une fois ce démarrage effectué, le réarmement du ressort 7 du démarreur peut se produire à des instants différents. Il 30 est en effet possible de réarmer le ressort immédiatement après le démarrage, ou encore quelques temps après, lorsque le moteur à combustion interne a atteint un régime déterminé. Si l'on désire que le réarmement du ressort se produise immédiatement, il faut dégager l'axe de commande 13 en le ti-35 rant vers la droite au delà de la butée 12 et le lâcher immédiatement; ainsi, quand les organes ont commencé à se mettre en mouvement, cet axe prend la position dans laquelle il est représenté sur la fig. 1a. Il s'applique alors par son extrémité contre l'extrémité du manchon 6 qui vient de commencer son 40 mouvement angulaire. Par conséquent, dès que le moteur est lanoé 69 12951 5 2007272 après un tour complet des organes dans le sens horaire, la "butée 12, qui se déplace avec la cage 11 également dans le sens horaire, rencontre *1'axe de commande 13, et elle se trouve dans la position dans laquelle elle est représentée en traits mixtes 5 sur la fig* 2. Ceci empêche tout d'abord la cage 11 de se déplacer davantage dans le sens horaire, de sorte que les galets de friction 10 ne peuvent plus tourner autour de l'axe du vile brequin 1. Au contraire, ces galets sont obligés par le manchon 4 tournant dans le sens horaire en même temps que le mo-10 teur d'effectuer un déplacement angulaire autour de leurs propres axes, et ce dans le sens anti-horaire, de sorte que le manchon 6 est également obligé par les galets 10 de se déplacer dans le sens anti-horaire. Etant donné la démultiplication Da : Di = 3 qui a été 15 choisie dans le mode de réalisation représenté à titre d'exemple, lorsque le manchon 4 a effectué environ trois tours dans le sens horaire (la cage 11 restant immobile), on obtient un tour complet du manchon 6 dans le sens anti-horaire, ce qui réarme le ressort 7 du démarreur. L'axe de commande 13 s'en-2D clenche, alors sous l'action de son ressort 16, dans l'évide-ment 6a du manchon 6 et le bloque de telle sorte qu'il ne puisse plus se déplacer. Le processus ayant pour effet de réarmer le ressort 7 du démarreur est alors terminé. Les organes 6, 9a restent immobiles et seuls les organes 4, 9b et 10 25 continuent de tourner en même temps que le moteur. La cage 11 peut également continuer de tourner librement, car 1'évidement 13d de l'axe de commande 13 permet de nouveau le passage de la butée 12. Par contre, si l'on désire que le ressort 7 soit réarmé 30 avec un certain retard, il faut tirer l'axe de commande 13 davantage vers la droite, comme montré sur la fig. 1b, et le maintenir dans cette position pendant un court laps de temps. Le piston 17. du frein à air sort également de ce fait sur une grande longueur hors de la chambre 2, de sorte que le passage 35 étranglé 2b ralentit le mouvement du retour de l'axe de commande 13 après qu'il a été lâché pour se déplacer vers la gauche. L'extrémité 13c de l'axe de commande 13 n'atteint la butée 12 que lorsque le moteur a déjà atteint un régime déterminé assez élevé. Le réarmement du ressort se produit alors de 40 la même manière que celle décrite précédemment. 69 12951 6 2007272 Au lieu d'utiliser le frein à air, il est naturellement possible également de ralentir le réarmement du ressort au moyen d'un dispositif à étranglement hydraulique. Eu outre, on 5 peut utiliser à cet effet un régulateur centrifuge comme représenté à titre d'exemple sur la fig. 3» L'agencement du ressort du démarreur 7 est ici le même que dans le cas du premier exemple de réalisation, avec cette différence que l'axe de commande 13 est muni d'une rainure de verrouillage supplémentaire 13e 10 dans laquelle un levier de verrouillage 20 peut s'engager lors que l'axe 13 se trouve dans sa position extrême de droite. Un ressort de rappel 21 exerce une traction sur le levier de verrouillage 20, pour le ramener dans la rainure de verrouillage 13e. Sur le vilebrequin 1 est calé en 24 le plateau 15 22 d'un régulateur centrifuge. A l'intérieur du plateau 22 sont logées quelques billes 23. Dès que le vilebrequin 1, une fois le moteur mis en marche, a dépassé un régime déterminé, le régulateur centrifuge 23 déplace le plateau 22 vers la droite à 1'encontre de l'action du ressort 25, de sorte que le bord 20 22a atteint le levier de verrouillage 20 et le déplace dans le sens anti-horaire à 1'encontre de l'action de son ressort de réglage 21, et gàe l'axe de commande 13 est libéré. Cet axe de commande 13 peut alors se déplacer vers la gauche sous 1'action de son ressort 1£a, en retenant ainsi la butée 12 et en 25 déclenchant le processus de réarmement du ressort 7 du démarreur, comme expliqué précédemment. Dans le manchon 4 est* insérée -une tigfc transversale 26 avec laquelle une manivelle engageable dans le manchon de guidage 27 peut être amenée en priée. Ainsi, dans le cas où le res-30 sort 7 du démarreur serait détendu, il est possible soit de lancer le moteur à la main en agissant sur le vilebrequin 1 (auquel cas il faut extraire complètement ïaxeode commande 13, Fig. 1b), soit d'amener l'axe de commande 13 dans la position dans laquelle il est représenté sur la fig. 1a, puis de réarmer 35 de la même manière le ressort 7 du démarreur en déplaçant an-gulairement ou en faisant tourner les éléments 1 et 4 dans le sens horaire, et ensuite seulement de lancer le moteur au moyen du ressort 7 armé. On notera encore que l'arrêt momentané de la cage peut 40 être également obtenu d'une autre façon, .par exemple au moyen 69 12951 7 2007272 d'un frein ou d'un accouplement. Enfin, il serait possible, au lieu d'un mécanisme à galets de friction d'utiliser un mécanisme épicycloïdal en soi connu, et au lieu de la roue libre à billes représentée pour des raisons de simplicité d'utiliser un autre 5 type de roue libre que l'on trouve dans le commerce. On agit toutefois tou^gurs de telle sorte qu'un mécanisme à roue libre 9 et un mécanisme différentiel 10 soient disposés l'un à côté de l'autre entre l'organe d'accouplement 6 et l'organe de la machine 4- et puissent entrer en action.alternativement, de 10 telle sorte que l'organe d'accouplement soit accouplé avec l'organe solidaire du moteur par l'intermédiaire du mécanisme à roue libre lors du lancement du moteur, et par l'intermédiaire du dif férentiel lors du réarmement. En effet, suivant l'invention, grâce à des couples et à 15 des accélérations de masses appropriés, la transmission des forces est résoluè de façon optimum lors du démarrage et lors du réarmement, ce qui permet de réaliser un démarreur convenant, également pour les gros moteurs soumis à de fortes vibrations. Les détails de réalisation peuvent être modifiés, sans 20 s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques. 12951 8 2007272 REVENDICATIONS 1» Démarreur, notamment pour moteurs à pistons, comportant au moins une source de force élastique pouvant, lors du démarrage, être raccordée par un organe d'accouplement à l'organe du 5 moteur devant être entraîné en rotation, ainsi que des moyens pouvant être mis en actionîaprès la fin du processus de démarrage par le mouvement de l'organe du moteur, pour produire un réarmement automatique de la source de force, caractérisé en ce qu'entre l'organe d'accouplement (6) et l'organe (4) du moteur sont 10 montés l'un à côté de l'autre un mécanisme à roue libre (9, 9a» 9b) et un mécanisme différentiel (10, 11) pouvant entrer alternativement en action de telle sorte que l'organe d'accouplement soit accouplé à l'organe du moteur par l'intermédiaire du mécanisme à roue libre lors du démarrage ou du lancement et par l'in-15 bermédiaire du mécanisme différentiel lors du réarmement. 2. Démarreur suivant la revendication 1, utilisé sur un moteur à combustion interne équipé d'un vilebrequin, caractérisé en ce que la source de force est constituée par un ressort de torsion hélicoïdal (7) fixé p,ar l'une de ses extrémités (7a) sur 20 un élément du carter et attaquant par son autre extrémité (7b) l'organe d'accouplement constitué par un manchon d'accouplement (6), tandis que l'organe du moteur est constitué par un manchon (4-) fixé à l'extrémité du vilebrequin (1). 3. Démarreur suivant la revendication 1, caractérisé en ce 25 que le mécanisme différentiel est constitué par un mécanisme à galets de friction (10) et par une cage pouvant être immobilisée (11). 4. Démarreur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme différentiel est constitué par un mécanisme épi- 30 cycloïdal dont le porte-satellites peut être immobilisé. 5» Démarreur suivant la revendication 3 ou 5» caractérisé en ce que la cage (11) ou le porte-satellites peut être bloqué au moyen d'un axe de commande (13)• 6. Démarreur suivant la revendication 3 ou 4-, caractérisé 35 en ce que la cage (11) ou le porte-satellites peut être immobilisé au moyen d'un frein. 7. Démarreur suivant la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la cage ou le porte-satellites peut être immobilisé au moyen d'un accouplement» 40 8. Démarreur suivant l'une des revendications 5 à 7, 12951 9 2007272 caractérisé par un régulateur centrifuge (22, 23) entraîné par un organe (1) du moteur qui, lorsqu'un régime déterminé est atteint, commande l'enclenchement automatique de l'axe de commande (13) du frein ou de l'accouplement. 9. Démarreur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au manchon (4) fixé sur le vilebrequin (1) est associée au moins une dent d'accouplement (26) pouvant être amenée en prise avec un cran d'accouplement prévu sur une manivelle. 10. Démarreur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe d'accouplement (6) effectue plusieurs tours lois de son réarmement.