Brevet FR2551138A1 — publié le 19850301

Dispositif de démarrage manuel d'un moteur à combustion interne équipant en particulier un avion léger. L'invention concerne un dispositif pour le démarrage manuel d'un moteur à combustion interne, en particulier équipant un avion léger appelé communément U.L.M. (ultra-léger-moto risé). Ces avions ultra-légers ne sont pas, en général, équipés d1un système de démarreur électrique pour réduire le poids embarqué, mais sont le plus souvent à démarrage manuel au moyen d'un cordonnet que l'on tire pour le dérouler et entraîner en rotation forcée l'arbre de sortie du moteur. Ce mode de démarrage nécessite un effort physique déjà important dans le cas d'un moteur deux temps, et encore plus grand dans le cas d'un moteur à quatre temps. De plus, il peut store avantageux pour le pilote d'un avion ultra-léger de couper en vol le moteur pour évoluer en planeur et de pouvoir redémarrer le moteur pour faciliter l'atterrissage, ce qui lui est difficile ou impossible s'il ne dispose pas d'un démarreur électrique. L'invention a pour but de pallier ces inconvénients, sans augmenter de façon sensible le poids embarqué. Elle propose à cet effet un dispositif de démarrage manuel d'un moteur à combustion interne équipant en particulier un avion léger, le démarrage étant réalisé par entraînement forcé en rotation de l'arbre de sortie du moteur relié à l'hélice de l'avion, caractérisé en ce qu'il comprend un embrayage, par exemple du type à crabot, entre l'arbre de sortie du moteur et un dispositif à ressort, des moyens à démultiplication pour bander manuellement le dispositif à ressort et le bloquer à l'état bandé, et des moyens de manoeuvre de l'embrayage et de déblocage du dispositif à ressort pour relier ce dernier à l'arbre de sortie du moteur et entraîner l'arbre en rotation par détente du dispositif à ressort. Le dispositif selon l'invention permet donc de démarrer le moteur sans déployer un effort physique très important, en raison des moyens de démultiplication permettant de bander facilement le ressort et de l'embrayage offrant la possibilité d'appliquer un couple de rotation à l'arbre de sortie du moteur uniquement lorsque le ressort a été complètement bandé. Par ailleurs, l'embrayage permet également de bander le ressort quand le moteur tourne, ce qui permet de disposer d'une réserve d'énergie pour le redémarrage du moteur en vol, par exemple avant l'atterrissage. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, l'embrayage comprend un premier pignon à dents de crabot solidaire de l'arbre moteur et un pignon baladeur à dents de crabot, mo-. bile en rotation et en translation par rapport au premier pignon et solidaire d'une roue dentée sur laquelle engrène une chaîne reliée au dispositif à ressort. Avantageusement, les dents des pignons de l'embrayage présentent chacune une face d'entraînement en rotation du premier pignon par le pignon baladeur et une face de dégagement provoquant l'éloignement du pignon baladeur quand le moteur est démarré. Selon encore d'autres caractéristiques de l'invention, le dispositif à ressort comprend au moins un ressort de traction dont une extrémité est fixe et dont l'autre extrémité est reliée par la chaîne précitée à un cordon propre à être enroulé sur un cylindre muni d'une manivelle d'entraînement en rotation, le cylindre étant solidaire d'une roue à rochet coopérant avec un cliquet anti-retour et permettant ainsi d'enrouler facilement le cordon sur le cylindre pour bander le ressort, la manivelle étant avantageusement du type à désolidarisation automatique du cylindre quand on cesse d'enrouler le cordon sur le cylindre. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la fourchette de commande est propre à dégager le cliquet de la roue à rochet en même temps qu'elle amène le pignon baladeur en prise avec le premier pignon de l'embrayage, pour le démarrage du moteur. Le dispositif selon l'invention peut être manoeuvré de façon particulièrement simple et avec un effort réduit, qui est fonction du rapport entre le diamètre du cylindre d'enroulement du cordon et du diamètre de la roue dentée avec laquelle engrène la chaîne précitée prévue entre le ressort de traction et le cordon. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se refère aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique de face d'un dispositif de démarrage selon l'invention - la figure 2 est une vue schématique en coupe partielle de ltembrayage à crabot faisant partie du dispositif - les figures 3 et 4 représentent, en vue extérieure, les deux pignons de l'embrayage de la figure 2 - la figure 5 est une vue schématique en coupe axiale des moyens d'enroulement de cordon, permettant de bander le dispositif à ressort - la figure 6 représente schématiquement la roue à rochet et son cliquet équipant le cylindre d'enroulement de la figure 5. On se réfère d'abord à la figure 1, qui illustre schématiquement le principe du dispositif de démarrage selon l'invention. Ce dispositif de démarrage est avantageusement associé à un moteur à combustion interne à cycle à quatre temps, équipant un avion ultra-léger-motorisé(ou U.L.M.). Le dispositif de la figure 1 comprend un groupe de ressorts de traction 10,' tels par exemple que des câbles élastiquement extensibles (ou sandows) qui sont montés en parallèle entre un point fixe 12 et l'extrémité d'une chaîne 14, par exemple une chaîne de bicyclette, passant sur une roue dentée 16 et reliée par son autre èxtrémité à un cordon 18 propre à être enroulé sur un cylindre 20 supporté en rotation par une pièce fixe 22 et muni d'une manivelle 24 d'entraînement en rotation. Une roue à rochet 26, solidaire du cylindre 20, coopère avec un cliquet 28 permettant la rotation du cylindre 20 dans le sens d'enroulement du cordon 18 et s'opposant normalement à sa rotation en sens inverse. On comprend que l'enroulement du cordon 18 sur le cylindre 20 provoque, par 11 intermédiaire de la chaîne 14, la mise sous tension des ressorts 10 qui restent sous tension tant que le cliquet 28 n'est pas écarté de la roue à rochet 26 pour permettre le déroulement du cordon. La détente des ressorts 10 provoque, par l'intermédiaire de la chaîne 14, la rotation de la roue dentée 16 autour de son axe. Comme représenté en figure 2, cette roue dentée 16 est solidaire du pignon baladeur 32 d'un embrayage à crabot comprenant un premier pignon 30 monté solidaire, au moyen de vis 34, de l'extrémité de l'arbre de sortie 36 (ou vilebrequin) du moteur. Les pignons 30 et 32 sont tubulaires et sont traversés axialement par un arbre 38 à extrémités cannelées qui relie en rotation le premier pignon 30 (c'est-à-dire l'arbre moteur 36) au pignon d'entrée d'un réducteur 40 sur l'arbre de sortie duquel est montée une hélice (non représentée). Dans d'autres cas, l'arbre de sortie du moteur est relié directement à l'arbre porte-hélice qui traverse alors librement le pignon baladeur 32. Sur le réducteur 40 est fixée la bride d'un manchon cylindrique 42 traversé axialement par l'arbre de liaison 38 et supportant le pignon baladeur 32 par l'intermédiaire d'une cage à billes44. Une fourchette de commande 46, représentée en trait fantôme, est montée pivotante autour d'un axe fixe 48 perpendiculaire à l'axe 50 de l'arbre moteur 36 et permet de déplacer le pignon baladeur 32 vers et à l'opposé du premier pignon 30 de l'embrayage. Comme on le voit sur les figures 3 et 4, les dents des pi gnons 30 et 32 sont taillées de façon à présenter chacune une face 52 d'entraînement en rotation du pignon 30 par le pignon baladeur 32, et une face de dégagement 54 provoquant le déplacement axial du pignon baladeur 32 à l'opposé du premier pignon 30 quand celui-ci est entraîné en rotation par l'arbre moteur 36, après démarrage. Le dispositif d'enroulement du cordon 18 est représenté plus en détail dans les figures 5 et 6. La manivelle 24 est portée fixement par un manchon 56 monté coulissant sur l'ex- trémité du cylindre 20 d'enroulement du cordon, entre deux butées constituées par des goupilles transversales 58 et 60 solidaires du cylindre 20. Le manchon 56 comprend, du côté d'une des goupilles, par exemple de la goupille 60, deux encoches diamètralement opposées destinées à recevoir la goupille 60 et qui sont formées chacune d'une face droite ou parallèle à l'axe du cylindre 20 et d'une face oblique. Un ressort 61 est interposé entre le manchon 56 ou le bras de manivelle 24 et par exemple la roue à rochet 26 pour maintenir normalement la manivelle désolidarisée du cylindre. Toutefois, quand la manivelle 24 est poussée vers la goupille 60 et que celle-ci rentre dans les deux encoches du manchon 56, on peut entraîner le cylindre 20 en rotation dans le sens d'enroulement du cordon 18 (par exemple dans le sens des aiguilles d'une montre), la face droite des encoches étant en butée sur la goupille 60. Lorsqu'on lâche la manivelle, le ressort 61 dégage les encoches de la goupille 60 et la manivelle 24 est désolidarisée du cylindre 20 et ne peut être en trainée en rotation par celui-ci. La roue à rochet 26 portée par le cylindre 20 coopère avec le cliquet 28 monté pivotant autour d'un axe 62 sur une plaque support 64, elle-même portée par la pièce fixe 22 précitée. Le cliquet 28 est avantageusement associé à un ressort 66 le rappelant en prise avec les dents de la roue à rochet 26 et est par exemple muni d'un doigt 68 permettant de le dégager de la roue à rochet 26. On prévoit avantageusement que le cliquet 28 ou le doigt 68 est relié de façon appropriée à la fourchette 46 de commande du pignon baladeur 32, par exemple au moyen d'un câble 70, de façon telle que le cliquet 28 soit dégagé de la roue à rochet 26 quand le pignon baladeur 32 est amené -en prise avec le pignon 30 solidaire de l'arbre moteur 36. Le dispositif fonctionne de la façon suivante On suppose par exemple que le moteur est arrêté et que les ressorts de traction 10 sont détendus, le cordon 18 étant alors déroulé à peu près complètement du cylindre 20. Pour le démarrage du moteur, on entraîne en rotation le cylindre 20, au moyen de 1a manivelle 24, dans le sens de. l'enroule ment du cordon 18, ce qui a pour effet de mettre sous tension les ressorts de traction 10. A la fin de cette phase, les ressorts sont tendus et le cordon 18 est enroulé à peu près complètement sur le cylindre 20. Le cliquet 28 empêche toute rotation du cylindre dans le sens inverse, et donc la détente des ressorts 10. Au moyen de la fourchette de commande 46, on déplace le pignon baladeur 32 vers le pignon 30 solidaire de l'arbre 36, jusqu'à ce que les deuxpignons soient en prise. Le dégagement du cliquet 28 permet alors, par détente des ressorts 10, l'entraînement du pignon 30 par l'intermédiaire du pignon baladeur 32, de la roue dentée 16 et de la chaîne 14. Quand le moteur est démarré, les rampes obliques 54 des dents de crabot du pignon 30, coopérant avec les rampes obliques 54 des dents du pignon baladeur 32,- repoussent le pignon baladeur 32 à l'opposé du pignon 30, l'embrayage retrouvant la position représentée en figure 2, dans lequel le pignon baladeur 32 et le dispositif de démarrage sont désolidarisés de l'arbre moteur 36. Le moteur une fois démarré, le cylindre 20 peut à nouveau être entraîné en rotation par la manivelle 24 dans le sens d'enroulement du cordon 18, pour bander ou mettre sous tension les ressorts 10, ce qui permet de disposer en vol d'une réserve d'énergie mécanique pour le redémarrage du moteur, après un arrêt. De préférence, la manivelle 24 et la fourchette de commande 46 sont accessibles, envol, au pilote de l'avion. Le cliquet 28 peut être manoeuvré indépendamment du pignon baladeur 32 ou en même temps que celui-ci, selon les cas. Le rapport des diamètres du cylindre 20 et de la roue dentée 16 détermine le rapport de démultiplication pour la mise sous tension des ressorts 10, et donc l'effort de rotation de la manivelle 24 en fonction de la force de ces ressorts. La force des ressorts est elle-même déterminée par le couple qui doit être appliqué à l'arbre 36 pour le démarrage du moteur. De même, la course de la chaîne 14 est déterminée par le diamètre de la roue dentée 16 et le nombre de tours de l'arbre 36 nécessaires pour le démarrage du moteur. Le dispositif de démarrage selon l'invention peut bien entendu être appliqué à un moteur équipant un engin autre qu'un avion ultra-léger et, par exemple, un bateau, un élévateur, une bétonnière, etc. Revendications 1.- Dispositif de démarrage manuel d'un moteur à combustion interne équipant en particulier un avion léger, le démarrage étant réalisé par entraînement forcé en rotation de l'arbre de sortie du moteur relié à l'hélice de l'avion, caractérisé en ce qu'il comprend un embrayage (30, 32), par exemple du type à crabot, entre l'arbre (36) de sortie du moteur et un dispositif à ressort (10, 14, 18), des moyens (16, 20, 24) à démultiplication pour bander manuellement le dispositif à ressort et le bloquer à l'état bandé, et des moyens (46) de manoeuvre de l'embrayage (30, 32) et de déblocage du dispositif à ressort pour relier ce dernier à l'arbre (36) de sortie du moteur et entraîner l'arbre en rotation par détente du dispositif à ressort. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'embrayage comprend un premier pignon (30) à dents de crabot solidaire de l'arbre moteur (36) et un pignon baladeur (32) à dents de crabot, mobile en rotation et en translation par rapport au premier pignon (30) et solidaire d'une roue dentée (16) sur laquelle engrène une chaîne (14) reliée au dispositif à ressort (10). 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les dents des pignons (30 > 32) de l'embrayage présentent chacune une face (52) d'entraînement en rotation du premier pignon (30) par le pignon baladeur (32), et une face (54) de dégagement3 provoquant l'éloignement du pignon baladeur (32) quand le moteur est démarré. 4.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le pignon baladeur (32) est déplaçable en translation au moyen d'une fourchette de commande (46), pour venir en prise avec le premier pignon (30). 5.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, carac térisé en ce que le dispositif a ressort comprend au moins un ressort de traction (10) dont une extrémité est fixe et dont l'autre extrémité est reliée par une chaîne (14) à un cordon (18) propre à être enroulé sur un cylindre (20) muni d'une manivelle (24) d'entraînement en rotation, le cylindre (20) étant solidaire d'une roue à rochet (26) coopérant avec un cliquet (28) anti-retour. 6.- Dispositif selon l'ensemble des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la fourchette de commande (46) est propre à dégager le cliquet (28) de la roue à rochet (26) en même temps qu'elle amène le pignon baladeur (32) en prise avec le premier pignon (30) de l'embrayage. 7.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la manivelle (24) comprend un manchon (56) monté coulissant sur l'extrémité su cylindre (20) d'enroulement du cordon (18), ce manchon (56) comprenant une encoche à face axiale et face oblique pour engager une goupille (60) transversale du cylindre (20), ltengagement de l'encoche sur la goupille (60) permettant la rotation du cylindre (20) par la manivelle dans le sens de l'enroulement du cordon, un ressort (61) étant prévu pour provoquer automatiquement la désolidarisation de la manivelle (24) et du cylindre (20) lorsqu'on lâche la manivelle. 8.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le ressort de traction (10) est constitué par des câbles élastiquement extensibles montés en parallèle entre le point fixe (12) et l'extrémité de la chaîne (14). 9.- Dispositif selon l'ensemble des revendications2 et 5, caractérisé en ce que le diamètre du cylindre (20) d'enroulement du cordon (18) est plusieurs fois inférieur au diamètre de la roue dentée (16) solidaire du pignon baladeur (32). 10.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (20, 24) à démultiplication pour bander le dispositif à ressort (10), et les moyens (46) de manoeuvre de l'embrayage sont accessibles, en vol, au pilote de l'avion.