Brevet FR2230872A1 — publié le 19741220

La présente invention concerne un dispositif de démarrage pour moteurs à combustion interne comprenant un moteur de démarreur, dont l'arbre d'entraînement est disposé séparément d'un arbre de transmission supportant a coulissement longitudinal un pignon de démarrage, avec des roues dentées reliant les arbres et un accouplement à roue libre possédant une douille filetée supportée à vis par un filetage à pente raide sur l'arbre de transmission, et avec une installation de connexion de démarrage électromagnétique coaxiale å l'arbre de transmission. Les dispositifs de démarrage connus présentent divers inconvénients. Par exemple, dans la position de repos du dispositif de démarrage, par les secousses provenant d'un véhicule entraîné par le moteur, le pignon d'entrainement pourrait se placer par rapport à la couronne dentée du moteur, de sorte que le pignon engagé, en raison des oscillations dU nombre de tours du moteur, non encore complètement démarré, pourrait se dégager trop tôt de son engrènement avec la couronne dentée, parce que l'accouplement à roue libre ne pourrait pas absorber la pleine vitesse de rotation de la couronne, de sorte que la douille filetée provoquerait un deplacement de dégagement de l'arbre de transmission et le pignon d'entraînement serait liberté. Il en résulterait la nécessité d'un nouvel engrènement avec la couronne dentée encore en rotation, ce qui pourrait provoquer des endommagements de la couronne dentée et du pignon d'entraînement. On connaît également des dispositifs pour remédier à cet inconvénient tels que des moyens pour aider au processus de désengagement lorsque le moteur est complètement démarré. Par exemple, on connaît des installations avec ressort par lesquelles le pignon de démarreur est maintenu dans sa position. Etant donné que des installations de ce genre sont en action en permanence, des forces importantes sont nécessaires pour vaincre ces forces de maintien, en plus de la force d'inertie du dispositif de démarrage. En conséquence, l'invention part d'un dispositif de démarreur déjà connu, dans lequel l'arbre d'entratnement du moteur de démarreur et l'arbre de transmission qui porte le pignon de démarreur sont disposés séparément, de sorte que, par la disposition de roues dentées de liaison, on peut obtenir une réduction de vitesse de rotation. De cette manière, on peut obtenir, avec un moteur de démarreur de plus faibles dimensions et de moindre poids, la puissance nécessaire. Par un choix de la distance entre les deux arbres, la vitesse de rotation et le couple du pignon de démarreur peuvent être choisis à des valeurs optimales. L'invention a pour but de réaliser un dispositif de démarreur du type ci-dessus dans lequel le dispositif de maintien du pignon de démarreur agit seulement dans la position de repos, et qui est pourvu d'une installation de verrouillage pour le pignon dans l'état engrené, ce qui facilite un démarrage sG du moteur à combustion. Dans ce but, l'invention est caractérisée en ce que la douille filetée, l'arbre de transmission et l'installation de connexion de démarrage sont pourvus de moyens pour le maintien du pignon de démarrage dans la position de repos, des parties d'une installation de verrouillage étant guidées sur la douille et l'arbre de transmission pour le maintien du pignon de démarrage engrené dans une couronne dentée du moteur à combustion 3usqutà coupure du moteur de démarreur. Afin que le pignon de démarreur soit maintenu avec sécurité dans la position de repos lorsque le dispositif de démarrage est hors circuit, ctest-à-dire qu'il ne puisse pas s'engrener prématurément dans la couronne dentée, et que, cependant, aucune force auxiliaire ne soit nécessaire pour libérer le dispositif de maintien, le dispositif de démarrage de l'invention est pourvu, de manière avantageuse, d'un dispositif de maintien de pignon qui se compose d'un logement de forme annulaire de arbre de transmission, de perçages radiaux dans la douille filetée contenant des billes, et d'un épaulement annulaire intérieur sur un poussoir de l'installation de connexion de démarrage. En outre, le dispositif est muni d'un dispositif de verrouillage pour le pignon lorsque celui-ci est engrené dans la couronne dentée au cours du démarrage. Ce dispositif se compose de la gorge annulaire de l'arbre de transmission, de billes guidées dans des perçages radiaux de la douille filetée, et d'un manchon de butée supporté mobile sur la douille filetée et s'appuyant sur un ressort de compression. La description se rapporte à un exemple de réalisation représenté aux dessins joints dans lesquels - La figure 1 est une vue en coupe longitudinale partielle d'un dispositif de démarrage en position de repos; - La figure 2 est une vue analogue du dispositif de démarrage avec pignon de démarreur engrené et dispositif de verrouillage fermé; - La figure 3 est un schéma des connexions électriques pour le dispositif de démarrage. Un arbre d'entraînement 1 d'un moteur de démarreur électrique 2 est pourvu, à une extrémité, d'une partie cannelée 3, sur laquelle est fixée une première roue dentée 4. Cette roue est en prise avec une seconde roue 5, qui, à son tour, engrene avec une couronne à denture extérieure 8 d'une bague de roulement extérieure 7 d'une roue libre à rouleaux 6. Les rouleaux 9 de la roue libre 6 sont montés entre la bague extérieure 7 et une bague intérieure constituée comme une douille filetée 10. A l'intérieur de la douille filetée 10 est constitué un filetage à pente raide lla, avec lequel la douille filetée 10 repose sur une portion llb à filetage raide d'un arbre de transmission 17, et peut être vissée par rapport à cet arbre. En outre, dans la douille filetée 10, dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal, à égale distance entre eux, sont formés des perçages radiaux 13a, et, dans un autre plan des perçages radiaux correspondants 13b dans lesquels sont guidées des billes d'acier 12a et 12b respectivement. La douille filetée 10 est portée dans des paliers 14 et 15 qui sont logés dans des parties de carter 23a et 23b respectives fixées l'une à l'autre du dispositif de démarrage. Un pignon de démarreur 16 est disposé sur une denture rectiligne 16a de l'extrémité de l'arbre de transmission 17 sortant de la partie de carter 23a, de manière à pouvoir coulisser longitudinalement sur elle. Ce pignon s'appuie contre une coupelle de ressort 20b, qui coopère avec une autre coupelle de ressort 20a, engagée dans une gorge annulaire de l'arbre de transmission 17, en vue d'absorber les chocs sur le pignon 16. L'autre extrémité de l'arbre de transmission 17 sort de la partie de carter 23b, sur laquelle est fixé un dispositif électromagnétique de connexion de démarrage 22. Cette extrémité 17 de l'arbre de transmission est pourvue d'une cannelure sur laquelle est disposé un corps d'inertie 18, coulissant longitudinalement entre deux bagues d'amortissement 19. La bague d'amortissement 19 reposant sur 11 extrémité extérieure de l'arbre de transmission 17 est appliquée contre une butée de l'arbre 17, tandis que, contre l'autre bague d'amortissement 19, est pressée une douille de butée 17a au moyen d'un ressort de rappel 33 enfilé sur l'arbre 17. L'autre extrémité du ressort 33 est appliquée contre un palier lisse 10a qui est monté dans la douille filetée 10 et qui reçoit comme guidage une portion de l'arbre de transmission 17. Sur l'arbre de transmission 17 est en outre formé un logement de forme annulaire 21 dans le domaine des plans des perçages radiaux 13a et 13b. Ce logement 21 sert de chute pour les billes 12a et 12b qui servent de verrouillage ou organe de maintien d'une installation de verrouillage et de maintien. Lors de l'engrènement et du dégagement du pignon de démarreur 16, l'arbre de transmission 17 exécute un déplacement longitudinal de vissage dans l'une ou l'autre direction, et déplace ainsi les ressorts 20a et 20b, le corps d'inertie 18 et les bagues d'amortissement 19, c'est-à-dire que ces pièces forment avec le pignon 16 un organe d'engrènement 32. Le dispositif de connexion de démarrage électromagnétique 22 comprend une bobine magnétique 24, qui est disposée dans un carter de connexion 22a, fixé sur la partie de carter 23b. Dans la bobine magnétique 24 s'avance un organe ou poussoir en forme de manchon 25, qui sert de noyau en fer, et est fixé sur une douille 22b en matériau non magnétique. Le poussoir 25 est déplaçable, contre la force d'un ressort de rappel 28 dans le carter de connexion 22a. Le ressort de rappel 28 s'appuie également sur la douille 22b dans le carter 22a. Le poussoir 25 porte, sur sa portion saillante dans la partie de carter 23b, un pont de contact 26a d'un contacteur de courant principal 26. Le pont de contact 26a est mobile longitudinalement contre la force d'un ressort de compression 27 sur le poussoir 25, et il ferme les contacts fixes 26b et 26c du contacteur 26. Les contacts 26b et 26c sont fixés par des pièces isolantes 26d sur la partie de carter 23b. Le contact 26b est relié par une canalisation électrique avec le pôle positif d'une batterie 35. Avec cette canalisation, la bobine magnétique 24 peut etre raccordée, à travers un contacteur de démarrage 34, au pôle positif de la batterie 35. Le contact 26c est raccordé, à travers un autre conducteur électrique, au moteur électrique 2. Le poussoir 25 est encore pourvu d'un épaulement annulaire intérieur 25a, qui sert de pièce de maintien du dispositif de maintien pour le pignon de démarrage 16 dans sa position de repos. Dans la position de repos, l'épaulement annulaire 25a maintient les billes 12b guidées dans les perçages 13b, dans le logement annulaire 21 de l'arbre de transmission 17, de sorte que les pièces 16 à 20b qui forment l'organe d'engrènement 32 ne peuvent pas s'engréner à l'avance dans une couronne dentée du moteur à combustion. Entre le palier 15 et le poussoir 15 est supportée mobile sur la douille filetée 10, une douille de butée 29, qui est pressée par un ressort de compression 30 contre le poussoir 25. Le ressort de compression 30 s'appuie alors contre le palier 15. Une partie en forme de manchon 29a de la douille de butée 29 sert de pièce de verrouillage pour les billes 12a du. dispositif de verrouillage pour le pignon de démarrage engréné dans la couronne dentée 31. Dans la position de repos du dispositif de démarreur représentée dans la figure 1, le poussoir 25 est poussé par le ressort de rappel 28 dans sa position extrême hors du carter de connexion 22a. La douille de butée 29 est alors déplacée par le poussoir 25 contre le palier 15, car la force du ressort de compression 30 est choisie inférieure à la force du ressort de rappel 28. L'organe d'engrènement 32 et ainsi le pignon 16 sont maintenus avec sécurité dans la position de repos, contre un engrènement prématuré dans la couronne dentée 31. Si le moteur doit être mis en marche, on ferme le contacteur de démarrage 34 (figure 3), a sorte que la bobine magnétique 24 de l'installation de connexion électromagnétique 22 est raccordée à la batterie 35 et est excitée. Le poussoir 25 est alors attiré contre la force du ressort de rappel 28 dans la bobine magnétique 24. L'épaulement annulaire 25a du poussoir 25 ne recouvre plus les billes 12b du dispositif de maintien. Le poussoir 25 déplace cependant le pont de contact 26a sur les contacts 26b et 26c et ferme ainsi le contact de courant principal 26. Maintenant du courant est amené au moteur de démarrage 2 à partir de la batterie 35, et il commence à tourner. Son arbre d'entrainement 1 est relié à transmission de force avec le pignon de démarreur 16, par l'intermédiaire des roues dentées 4 et 5, de la bague extérieure de roue libre 7, des rouleaux 9, de la douille filetée 10 et de l'arbre de transmission. Par l'intermédiaire du filetage à pente raide lia, lib entre la douille filetée 10 et l'arbre de transmission 17, l'organe d'engrènement 32 et ainsi le pignon de démarreur 16 est engagé prématurément, sous l'influence de l'inertie, sur la couronne dentée 31. Si les dents du pignon de démarreur 16 rencontrent les intervalles entre dents de la couronne dentée 31, le pignon de démarreur 16 peut engréner aussitot.Dans le cas où les dents du pignon 16 rencontrent les dents de la couronne dentée 31, la disposition des ressorts 20a, 20b amortit les chocs qui pourraient produire des dommages. Cependant, par le mouvement de vissage, le pignon de démarreur 16, qui est pressé par les ressorts 20a, 20b contre la face frontale de la couronne dentée 31, est entraîné à tourner, de sorte que les dents parviennent devant les intervalles entre dents suivants, et le pignon de démarreur 16 peut engréner. Le pignon de démarreur 16 engréné dans la couronne dentée 31 fait tourner la couronne dentée, de sorte que le moteur à combustion peut être entraîné en rotation de démarrage. Lorsque le moteur à combustion tourne, l'arbre de transmission 17 est déplacé par rapport à la douille filetée 10, en direction de-la couronne dentée 31, assez loin pour que le logement en forme annulaire 21 de l'arbre de transmission 17 parvienne dans le domaine des perçages 13a. Les billes 12a guidées dans les perçages 13a sont pressées, par la douille de butée 29 qui est glissée sur le dispositif de connexion de démarrage 22, dans le logement annulaire 21 de l'arbre de transmission 17. I1 en résulte que l'organe d'engrènement 32 et ainsi le pignon de démarrage 16 sont verrouillés dans l'état engrèné. Lorsque le moteur à combustion est démarré, le contacteur de démarrage 34 est ouvert à nouveau. La bobine magnétique 24 du dispositif de connexion de démarrage 22 est alors à nouveau sans courant. Le ressort de rappel 28 pousse le poussoir 25 contre la force du ressort de compression 30 hors du carter de connecteur 22a. La douille de butée 29, 29a est alors déplacée hors du domaine des perçages 13a. Simul tanément, le poussoir 25 soulève le pont de contact 26a des contacts 26b et 26c, de sorte que le moteur de démarreur 2 est sans courant et se met à l'arrêt.Le pignon de démarreur 16, encore entraîné par la couronne dentée, tourne alors, avec arbre de transmission 17, plus vite que la douille filetée 10, de sorte que, à l'aide du ressort de rappel 33, le pignon de démarreur 16 est dégrené de la couronne dentée 31, et l'organe d'engrènement 32 est ramené dans sa position de repos. Les billes 12a, par le déplacement de dégagement de l'arbre 17, sont poussées hors du logement annu laire 21, tandis que les billes 12b du dispositif de maintien pour l'organe d'engrènement 32 parviennent, dans la position de repos, prise à nouveau, dans le logement annulaire 21 de l'arbre de transmission 17 et y sont maintenues par ltépau- lement annulaire intérieur 25a du poussoir 25. Grâce à ce dispositif de maintien pour le pignon de démarreur 16 et de l'organe d'engrènement 32, il est possible de choisir, pour la force élastique du ressort de rappel 33, une valeur relativement faible, et, en conséquence, une faible valeur de la force du ressort de compression 30. La masse du corps d'inertie nécessaire peut également être choisie plus faible de sorte que l'encombrement est plus réduit. En outre, le dispositif de maintien et le dispositif de verrouillage pour le pignon de démarreur 16 et pour l'organe d'engrènement 32 sont déclenchés par la mise en circuit ou hors circuit du dispositif de connexion électromagnétique 22. On obtient ainsi que le dispositif de maintien soit en action seulement dans la position de repos et le dispositif de verrouillage ne soit en action, lorsque le pignon de démarreur est engréné, qu'aussi longtemps que le moteur de démarreur 2 est connecté à la source de courant 35. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDI~CAIONS 10) Dispositif de démarrage pour moteurs à combustion interne comprenant un moteur de démarreur, dont l'arbre d'entraînement est disposé séparément d'un arbre de transmission supportant à coulissement longitudinal un pignon de démarrage, avec des roues dentées reliant les arbres et un accouplement à roue libre possédant une douille filetée supportée à vis par un filetage à pente raide sur l'arbre de transmission, et avec une installation de connexion de démarrage électromagnétique coaxiale à l'arbre de transmission, dispositif caractérisé en ce que la douille filetee (10), l'arbre de transmission (17) et l'installation de connexion de dénarrage (22) sont pourvus de moyens (13b, 21, 25a, 12b) pour le maintien du pignon de démarrage (16) dans la position de repos, des parties (12a, 29, 30) d'une installation de verrouillage étant guidées sur la douille (10) et l'arbre de transmission pour le maintien du pignon de démarrage (16) engrené dans une couronne dentée (31) du moteur à combustion jusqu'à coupure du moteur de démarreur (2). 20) Dispositif de démarrage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens qui forment le dispositif de maintien comprennent un logement de forme annulaire (21) de l'arbre de transmission (17), des perçages radiaux (13b) de la douille filetée contenant des billes (12b), et un épaulement annulaire intérieur (25a) d'un poussoir (25) du dispositif de connexion de démarrage (22). 30) Dispositif de démarrage suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif de verrouillage est formé par la gorge annulaire (21) de l'arbre de transmission (17), des billes (12a) guidées dans des perçages radiaux (13a) de la douille filetée (10) et un manchon de butée (29) supporté à coulissement sur la douille filetée, et s'appuyant sur un ressort de compression (30). 40) Dispositif de démarrage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le pignon de démarreur (16) sur l'arbre de transmission (17) est pourvu d'un ensemble de ressorts (20a, 20b), un corps d'inertie (18) étant déposé sur l'arbre (17) entre deux bagues d'amortissement (19), ces pièces (10, 16 à 20b) constituant l'organe d'engrènement (32) assurant un déplacement axial d'engrènement et de dégagement. 50) Dispositif de démarrage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la douille filetée (10) est constituée comme bague de circulation intérieure de l'accouplement à roue libre (6), dont la bague extérieure (7) porte sur son pourtour une denture (8) avec laquelle engrène une roue dentée (5) qui est en engrènement elle-même avec une roue dentée (4) disposée sur l'arbre de démarreur (1). 60) Dispositif de démarrage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le pignon de démarreur (16) monté à coulissement longitudinal sur l'arbre de transmission (10) s'appuie contre un ensemble de ressorts (20a, 20b) monté sur cet arbre (10).