Brevet FR2123554A1 — publié le 19720908

La présente invention concerne des machines électrodyma-miqu.es, en particulier, mais non exclusivement, des démarreurs pour des moteurs à combustion interne. Une machine selon l'invention comporte en combinaison un 5 carter portant un inducteur, un arbre de rotor qui tourillonne dans le carter, un rotor tournant avec son arbre et comprenant les enroulements d'induit de la machine, un collecteur fixé à une extrémité de l'arbre, les enroulements d'induit étant reliés aux segments du collecteur, et un montage de balais porté 10 par le carter et ayant des balais connectés avec les segments du collecteur, ce dernier comprenant un corps en résine synthétique fretté sur une des extrémités de l'arbre, et ladite extrémité présentant une section circulaire tandis que l'alésage du corps en résine synthétique traversé par l'arbre a une sec-15 tion polygonale ou vice versa de façon à définir des espaces dans lesquels la matière du corps en résine synthétique est refoulée quand le corps est emmanché à force sur ledit arbre. De préférence, ladite extrémité de l'arbre est à section circulaire, et le corps en résine synthétique a un alésage 20 polygonal traversé par cette extrémité de l'arbre. De préférence, la section de l'alésage est un polygone régulier ayant un nombre impair de côtés, théoriquement cinq, et les arêtes longitudinales de l'alésage sont arrondies. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de 25 la description qui suit, en référencé au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cette machine. Figure 1 est une vue en coupe d'un démarreur j Figure 2 est une vue en coupe, à échelle agrandie, du 50 palier montré dans la figure 1 ; Figure 3 est une vue en coupe d'un montage de borne montré à la figure 1 ; Figure 4 est une vue d'extrémité du collecteur montré à la figure 1 ; 35 Figure 5 est une vue en coupe suivant A-A de figure 4. En référence aux dessins, le démarreur comprend un carter creux en tôle 11_ obtenu par emboutissage d'une tSle plate en acier doux. Ce carter est fermé à une extrémité par un fond monobloc 11a et à son autre extrémité par un couvercle 12 coulée 40 par injection et qui porte les pattes de fixation 1j5 du démarreur. 72 03379 2123554 A son extrémité la plus éloignée du couvercle 12 le carter 11, est localement déformé pour former des saillies internes 14 qui servent à positionner unefooîte à "balais 1_£. Cette boîte 1j? est fixée au carter par des vis, de préférence des vis auto-tarau-5 deuses 16 qui se vissent directement sur la "boîte à "balais ou "bien sur des agrafes en tôle percées, solidaires de la "boîte à "balais» Cette boîte à balais constitue un premier palia? 1j? pour l'arbre du rotor 18. Le couvercle 12 constitue le second palier 19 de l'arbre du rotor. Le rotor est monté entre les deux pa-10 liers et porte l'induit 21 du démarreur. Entre le rotor et le palier 1£, l'arbre 18 porte un collecteur 22 coopérant sur sa face circulaire avec les balais portés par la boîte à balais 15 et poussés par ressorts, en contact oontre les œgments de ce collecteur 22. L'arbre du rotor Ijâ traverse le palier 1^ et sa 15 partie saillante porte un montage classique de pignon 2£ apte à s'engrener, en fonctionnement avec la roue dentée d'un moteur à combustion interne durant la mise en route de ce moteur. L'inducteur du démarreur est fixé à l'intérieur du carter 11. Il comprend un manchon cylindrique en acier doux 24 qui est 20 positionné à l'intérieur du carter 11_ par des butées 2£ solidaires de ce carter. A son extrémité la plus éloignée des butées ce manchon 24 saille au-delà de 1* extrémité ûuverte du car-ter 11, et s'emboîte dans une rainure périphérique du couvercle 12. une bague d'étanchéité en caoutchouc 26 étant emprisonnée 25 entre l'extrémité du carter 11. et le couvercle 12 pour fermer de façon étanche le raccord compris entre le couvercle et le cartero A l'intérieur du manchon 24 sont positionnés quatre pôles 22, dont deux sont représentés dans la figure 1. La figure 1 est une coupe à plan brisé à angle droit plutôt qu'une 30 coupe à 180°, si bien que les deux pôles montrés dans la figure 1 ne sont pas vis-à-vis l'un de l'autre, mais sont espacés l'un de l'autre de 90° autour du manchon 24. Chaque pSe a une extrémité arrondie 27a et un rebord 27b qui recouvre l'extrémité arrondie 27a. Une fente est ainsi définie entre la surface inter-35 ne du manchon 24 et le rebord 2?b dë chacun des pôles. Une première paire de pôles diamétralement opposés est positionnée à l'intérieur du manchon 24 avec les extrémités arrondies des pôles dirigées vers le couvercle 12, tandis que les deux autres pôles diamétralement opposés ont leur extrémité arrondie dirigée 40 vers le fond 11a. Les deux pôles ayant.leur extrémité arrondie 72 03379 3 2123554 dirigée vers le fond 11a sont fixés à l'intérieur du manclion 24 par soudure par points des pôles sur le fond. Les deux autres pôles sont fixés par des vis (dont une est montrée en 28) qui traversent le carter 11_ et le manclion 24 jusqu'aux pôles et 5 elles servent également à empêcher le manchon 24 de tourner à l'intérieur du carter 11_. Une "bobine inductrice 2^ du type à enroulement ondulé est connectée aux pôles 2£ : elle comporte des parties curvilignes qui recouvrent les extrémités arrondies des pâes 2£, et des parties axiales, positionnées entre les 10 pôles, joignant les parties curvilignes. Les rebords 27b des pôles s'étendent le long des faces axiales de ceux-ci ainsi qu'à leurs extrémités arrondies, et ils emprisonnent l'inducteur contre le manchon 24. Une extrémité de l'inducteur 2^ est connectée au carter 11 au moyen d'une tresse de cuivre dont une 15 extrémité est pressée à chaud sur l'enroulement et l'autre sur une des pièces polaires/ celles-ci étant enduites d'un revêtement en zinc pour faciliter le pressage à chaud, l'autre extrémité de l'inducteur est reliée à une paire de balais diamétralement opposés portés par la boîte à balais 15. 20 Une autre.paire de balais, diamétralement opposés, portés par la boîte 1£, et espacés de 90° autour de l'axe du collecteur 22 solidaire des balais reliés à l'enroulement 29, est connectée à une borne d'entrée sur le fond 11a du carter. Cette borne ^1_ est constituée par une vis en cuivre 32 dont 25 la tige ^3 est filetée. Cette tige traverse une ouverture carréa du fond 11a et sa tête 34 apparaît à l'intérieur du carter. La tête ^4 est reliée par l'intermédiaire d,un fil aux balais, la tige et la tête 3>4 sont isolées du fond 11a au moyen d'une entretoise isolante 35. Cette entretoise 36 comprend 30 un manchon à section carrée qui s'étend entre la paroi extérieure du fond 11a et la zone carrée de la tige 33. Un rebord solidaire du manchon s'étend entre latête 34 du boulon et la surface interne du fond 11a. La partie saillante filetée de la tige 3£ est entourée d'un manchon tronconique 37 en matériau isolant, la 35 l'extrémité la plus large de ce manchon s'appuie sur/surface externe du fond 11a. Afin de fixer le boulon 32 en position par rapport au fond 11a» une rondelle de blocage ^8,de préférence, une rondelle du type "SPIRE", est emboîtée sur la iige 35. Cette rondelle de blocage j>8 coulisse librement le long de la tige ^ 40 pour venir en appui sur l'extrémité la plus étroite du manchon 3£ 72 03379 * 2123554 et afin de la bloquer en position on la déforme légèrement avec un poinçon pour qu'elle serre la tige 3£ cLe manière à l'empêcher de se dévisser en utilisation normale «On se rendra compte que du fait que la rondelle n'est pas vissée sur la tige, il y a 5 très peu de risques que les pièces de la "borne soient tassées ou déformées par le serrage de la rondelle sur la tige comme cela pourrait arriver avec un écrou trop serré. Pour se raccorder à la "borne, une cosse à oeillet classique est passée sur la tige et est "bloquée par un écrou. 10 Le palier 1j3 comprend un manchon 41 emmanché à force dans un alésage du couvercle 12. A son extrémité interne,ce manchon 41 est muni d'un rebord circulaire saillant extérieurement, le manchon 41 formant la partie extérieure du palier 19. La partie interne du palier 1^ est formée par un manchon 4J> emmanché à 15 force sur l'arbre 18. Une entretoise 44 et une rondelle de butée 45 sont montés sans serrage sur l'arbre 18 entre le rotor du démarreur et le rebord 42. Une extrémité de 1'entretoise 44 est en appui contre le rotor, tandis que l'autre extrémité est en appui contre la rondelle de butée 4£. Celle-ci est elle-même 20 en appui contre le rebord 42 et forme .avec lui une butée axiale. Les dimensions des pièces sont telles que l'arbre 18 et le rotor sont en butée dans un sens par la rondelle de butée 4£, 1*entretoise fjfj; et le rebord 42. Un palier axial (non représenté) associé au palier 12. s'oppose au déplacement axial de l'arbre 1_8 25 et du rotor dans le sens opposé, et l'agencement est tel que les deux paliers axiaux procurent un débattement axial prédéterminé. La butée axiale associée au palier 1£ comprend sur l'arbre 18 une rondelle en acier qui porte contre la boîte à balais, et une rondelle iàolante en fibre positionnée sur l'arbre entre la ron-30 delle d'acier et le collecteur, le diamètre de cette rondelle en acier étant tel que même si la rondelle en fibre s'use après un service prolongé la rondelle en acier ne pontera pas les segments du collecteur. Comme indiqué précédemment, tin collecteur 22 est positionné 35 sur l'arbre 18 entre la boîte à balais 1j? et le rotor. Ce collecteur 22 comprend un corps _£1_ ei1 résine synthétique moulée qui porte sur une face plusieurs segments conducteurs £2. Ces segments 52 sont naturellement isolés les uns des autres et sont équiangu-lairement espacés autour de la face du corps j?1. Ce corps ^1 est 40 traversé par un alésage ^ ayant en section transversale le profil 72 03379 2123554 d'un pentagone régulier dont les arêtes sont arrondies. L'arbre 18 à section circulaire traverse cet alésage et la partie de cet arbre qui traverse l'alésage a une surface extérieure cannelée ou moletée. Les dimensions de l'alésage ^ et de l'arbre 1J3 5 sont telles que l'arbre 1j3 est fretté à l'intérieur de l'alésage 53» On se rendra compte que du fait que l'aïbre est de section circulaire alors que l'alésage ^3 est de section pefcagonale, quand l'arbre est engagé à l'intérieur de l'alésage,des espaces subsistent entre l'arbre et l'alésage, espaces dans lesquels de 10 la matière du corps j?1 est refoulée au fur et à mesure que le collecteur et l'arbre sont emmanchés à force. Les segments du collecteur sont reliés aux bobinages d'induit de manière classique. Il est préférable d'u%iliser un alésage ayant un nombre impair de côtés, de manière à ce que, quand l'arbre est enfoncé 15 dans l'alésage, il n'y ait pas deux points d'effort diamétralement (pposés l'un à l'autre. Le couvercle 1j2 est fixée en position par rapport au carter 11 au moyen de vis traversent le couvercle 12 et mettent en position les pôles 2£ qui ont leur extrémité arrondie dirigée 20 vers le fond 11a. On se rendra compte que le démarreur peut être du type à inertie, c'est-à-dire du type où le montage de pignon est déplacé le long de l'arbre de rotor uniquement par un filet de vis à pas rapide agissant entre le montage de pignon et l'arbre, ou bien 25 peut être du type pré-engagé, dans lequel le mouvement du montage de pignon par rapport à l'arbre de rotor est provoqué, ou aidé, par un solénoïde. On se rendra compte aussi que les pôles 2£ et l'inducteur 29 pourraient être remplacés par des aimants permanents. 30 En service, le démarreur est monté sur le bâti d'un moteur à combustion interne au moyen des pattes 13 du couvercle 1J2. Le carter 11. est mis à la masse par l'intermédiaire .de ce bâti. On se rendra compte que la manière dont les quatre pièces polaires 27 sont fixées en position sera régie dans une certaine mesure 35 par l'ordre de montage du démarreur. C'est ainsi que" les deux pôles dont on a dit qu'ils étaient soudés par points au manchon 24 pourraient être fixés en position par des vis tandis que les deux autres seraient soudés par points,, ou bien que les quatre pièces polaires pourraient toutes être fixées par des vis ou par 40 soudage. . 72 03379 2123554 - BHTMIIIOATIOHS - 1. - Machine électrodynamique» caractérisée en ce qu'elle comprend en combinaison un carter portant un inducteur, un arbre de rotor qui tourillone dans le carter, un rotor tournant avec 5 son arbre et comprenant les enroulements d'induit de la machine, un collecteur fixé à une extrémité de l'arbre, les enroulements d'induit étant reliés aux segments du collecteur, et un montage de balais porté par le carter et ayant des balaLs connectés avec les segments du collecteur, ce dernier comprenant un corps en 10 résine synthétique fretté sur une des extrémités de l'arbre, et la dite extrémité présentant une section circulaire tandis que l'alésage du corps en résine synthétique traversé par l'arbre a une section polygonale ou vice versa de façon à définir des espaces dans lesquels la matière du corps en résine synthétique 15 est refoulée quand leéorps est emmanché à force sur le dit arbre• 2. - Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la dite extrémité de l'arbre est de section circulaire et que le corps en résine synthétique a un alésage polygonal 20 traversé par la dite extrémité de l'arbre. 3. - Machine suivant la revendication 2, caractérisée en ce que la section du dit alésage polygonal est un polygone régulier» 4-, - Machine suivant la revendication 2 ou la revendication 25 3| caractérisée en ce que le profil en coupe transversale du dit alésage polygonal a un nombre impair de côtés. 5. - Machine suivant la revendication 4, caractérisée en ce que ce nombre impair est cinq. 6. - Machine suivant l'une quelconque des revendications 30 précédentes, caractérisée en ce que les arêtes de l'alésage sont arrondies. 7. - Machine suivant l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant aine borne d'entrée sur le carter, reliée électriquement à tin balai, la dite borne est caractérisée en ce 35 qu'un boulon conducteur traverse une ouverture du carter, la tête de ce boulon étant à l'intérieur du carter et reliée au dit balai, l'autre extrémité du boulon étant filetée, des moyens isolants que traverse le dit boulon maintiennent la tige de ce boulon à l'extérieur du carter, ces moyens prenant appui 40 contre le carter et étant maintenus en contact avec lui par une 72 03379 ? 2123554 rondelle de blocage en prise sur le boulon. 8. - Machine suivant la revendication 7» caractérisée en ce que les dits moyens isolants consistent en un manchon cylindrique entourant la tige du boulon et un rebord solidaire du 5 manchon en appui sur le carter. 9. - Machine suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'arbre de rotor tourillonne dans le carter grâce à des moyens comprenant un palier constitué par un manchon cylindrique fixé à l'arbre de rotor et pouvant 10 tourner avec lui, le dit manchon constituant la partie interne du dit palier, une rondelle de butée entourant l'arbre de rotor entre le manchon et le rotor, et des moyens de butée limitant le déplacement de la dite rondelle de butée en direction du montage de rotor, cette rondelle de butée portant contre une 15 pièce fixe par rapport au carter pour limiter le déplacement du dit arbre dans un sens. 10. - Machine suivant la revendication 9» caractérisée en ce que la pièce contre laquelle porte la rondelle de butée est un rebord situé à l'extrémité d'un manchon constituant la partie 20 externe du dit palier. 11. - Machine suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le carter est en tôle et comprend une extrémité fermée, d'une seule pièce avec lui, cette extrémité fermée positionnant le dit montage de balais, un 25 couvercle fermant l'autre extrémité du carter et formant un palier pour le dit arbre de rotor. 12. » Machine suivant la revendication 11, caractérisée en ce que l'inducteur comprend un manchon cylindrique, quatre pôles à l'intérieur du manchon et un enroulement d'inducteur porté par 30 les pôles, ce manchon cylindrique étant prévu à l'intérieur du dit carter entre le carter et les pôles et s*étendant sur toute la longueur des pôles. 13» - Machine suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'arbre de rotor porte un 35 montage de pignon et que la machine est agencée pour être utilisée comme démarreur.