Brevet FR2571783A1 — publié le 19860418

"Dispositif de commande d'engrènement du pignon du lanceur, pour un démarreurde moteur à combustion interne" La présente invention concerne un dispositif de commande d'engrènement du pignon du lanceur, pour un démarreur de moteur à combustion interne, notamment un démarreur de moteur de véhicule automobile. Plus particulièrement, cette invention se rapporte à des démarreurs dans lesquels le pignon du lanceur est déplaçable axialement, pour son entrée en prise avec une couronne dentée de démarrage du moteur à combustion interne, à partir d'un actionneur électromagnétique dont le noyau mobile est relié à une extrémité d'un levier, conformé en fourche, ayant son autre extrémités liée à un entraîneur à roue libre du lanceur. Ce dispositif permet, à chaque démarrage, d'amener temporairement en prise avec la couronne dentée le pignon du lanceur qui, par ailleurs, est entraîné en rotation au moyen du moteur électrique du démarreur. Lorsque les enroulements électriques de l'actionneur sont alimentés, le déplacement axial du noyau mobile, attiré par le noyau fixe, commande le pivotement du levier qui lui-même provoque le déplacement axial du lanceur avec son pignon ; le mouvement du noyau mobile commande également la fermeture de contacts électriques par lesquels le moteur électrique du démarreur est alimenté de manière à entraîner en rotation le pignon. Dans de tels dispositifs de commande d'engrènement, il faut prévoir, en plus des ressorts de rappel naturellement nécessaires, un ressort spécial dit "ressort de dent contre dent", qui intervient dans le cas où une dent du pignon du lanceur se trouve initialement en regard d'une dent de la couronne dentée de sorte que ces dents viennent en butée l'une contre l'autre et que l'interpénétration des dentures n'est pas immédiatement possible. Le ressort de dent contre dent permet dans ce cas la course complète du noyau mobile de l'actionneur, pour que la fermeture des contacts d'alimentation du moteur électrique puisse s'effectuer, et ce ressort de dent contre dent emmagasine l'énergie mécanique nécessaire à la pénétration de la denture du pignon du lanceur dans celle de la couronne, après mise en rotation du pignon. Dans une réalisation connue le ressort de dent contre dent est un ressort hélicotidal unique placé entre le noyau mobile de l'actionneur et la première extrémité du levier de commande d'engrènement. Dans tous les cas, il convient que soit exercée, par l'actionneur, une attraction électromagnétique supérieure à l'effort antagoniste de compression ou de mise en tension du ressort de dent contre dent, afin de comprimer ce ressort si nécessaire, ou bien le tendre, selon qu'il s'agit d'un ressort travaillant en compression ou en traction. Pour disposer d'un effort d'attraction suffisamment élevé, compte tenu de la course du noyau mobile et de son éloiLnement du noyau fixe en position de repos, les faces en regard du noyau fixe et du noyau mobile présentent habituellement des formes tronconiques complémentaires dont l'obtention implique des usinages compliqués et coûteux, donc renchérit les noyaux. La présente invention vise à éviter ces inconvénients, donc à réaliser de manière plus économique les noyaux fixe et mobile de l'actionneur électromagnétique, tout en disposant d'un système de ressort de dent contre dent pouvant être convenablement mis en compression ou en tension. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de commande d'engrènement du pignon du lanceur, pour un démarreur du genre rappelé plus haut, dans lequel le système de ressort de dent contre dent comprend au moins deux ressorts de flexibilités différentes, montés de manière à entrer en action successivement durant la course du noyau mobile de l'actionneur électromagnétique. Ce système de double ressort de dent contre dent peut être mis en compression ou en tension par un actionneur exerçant une force d'attraction plus faible, toutes choses restant égales par ailleurs, et sans que I'efficacité de ce système soit diminuéelorsque son intervention est nécessaire. Les noyaux fixe et mobile de l'actionneur peuvent ainsi être réalisés avec des formes extérieures cylindriques et des extrémités plates, et non plus avec des formes tronconiques, donc de manière plus simple et plus économique tout en exerçant l'un sur l'autre une attraction suffisante. Ces avantages sont illustrés par le diagramme de la figure 1 du dessin annexé, sur lequel les courses (C) du noyau mobile sont indiquées en abscisses, et les efforts (F) sont portés en ordonnées. La courbe (D) est représentative de l'effort d'attraction exercé par un actionneur électromagnétique dont les noyaux présentent les formes tronconiques habituelles, tandis que la courbe (E) est représentative de l'effort d'attraction exercé par le même actionneur dans lequel les noyaux présentent des extrémités plates. Les autres tracés du diagramme représentent les efforts antagonistes que l'actionneur doit vaincre Le tracé (a b d e f g h) indique les efforts à vaincre en l'absence de butée des dents du pignon contre celles de la couronne, donc sans l'intervention du système de ressort de dent contre dent.Après une course (C2), le saut (d e) correspond à la précharge du ressort de rappel du contact mobile de l'actionneur, ressort qui se comprime sur la course (C2- C3), correspondant au tronçon (e f). Sur la fin de la course (C3 C4), à laquelle correspond le tronçon (g h), le ressort de pression du contact mobile se comprime simultanément au ressort dé rappel du contact mobile. Le domaine de fonctionnement "dent contre dent", qui sera maintenant considéré, correspond à la portion (C1 - C2) de la course. Dans le cas classique d'un ressort de dent contre dent unique, les efforts à vaincre sont figurés par le tracé (a b c d' e' f' g h). Après la course (C1), la denture du pignon vient en butée contre celle de la couronne, et sur la suite de la course (C1 - C2), s'effectue la compression du ressort de dent contre dent, correspondant à la partie de tracé (c d'), dont la position exige que l'effort développé par l'actionneur suive la courbe (D). Sur la course (C2 - C3), la portion de tracé (d' ex f') correspond à celle (d e f) du tracé en fonctionnement sans "dent contre dent". Après la course (C3), se produit l'engagement du pignon, entraîné en rotation par le moteur du démarreur, dans la couronne ; l'effort à vaincre chute alors brusquement (f' g) et l'on revient au tracé précédent (g h) pour la fin de la course (C3 - C4). En adoptant la solution selon l'invention, avec double ressort de dent contre dent, les efforts à vaincre sont figurés par le tracé (a b c' c" d' e' f' g h), qui diffère du précédent dans le domaine de fonctionnement "dent contre dent" (C1 - C2). Sur une première partie (C1 C'1) de ce domaine, seul le premier ressort, de plus grande flexibilité, est comprimé ce qui correspond à la portion de tracé (c' c") de pente relativement faible. Sur une deuxième partie (C'1 - C2) du domaine de fonctionnement "dent contre dent", le second ressort de plus grande flexibilité est également comprimé, ce qui donne la portion de tracé (c" d') de pente plus forte que la précédente.L'ensemble de ces deux portions de tracé (c' c" d') reste au-dessous de la courbe (E) de l'action neur à noyaux présentant des extrémités plates, ce qui montre que grâce au double ressort de dent contre dent selon l'invention on peut s'accomoder des performances, un peu plus faibles, d'un tel actionneur. Selon une forme de réalisation avantageuse de l'invention, les deux ressorts de dent contre dent de flexibilité différentes, sont des ressorts hélicoïdaux disposés coaxialement et logés tous deux à l'intérieur d'un évidement central du noyau mobile de l'actionneur électromagnétique. Ainsi, le système de double ressort de dent contre dent, selon l'invention, occupe un encombrement minimum. Dans une construction particulière, le ressort de plus grande flexibilité est un ressort hélicoïdal travaillant en compression, monté entre un organe de fermeture de l'évidement du noyau mobile et un élément d'appui lié à une tige attelée à la première extrémité du levier de commande d'engrènement;le ressort de plus petite flexibilité, monté autour du précédent, est également un ressort hélicoïdal travaillant en compression, qui lui est monté entre l'organe de fermeture de l'évidement du noyau mobile et un autre élément d'appui monté coulissant à l'intérieur de cet évidement et apte à être soit arrêté contre un épaulement intérieur de l'évidement, soit entraîné par le déplacement de l'élément d'appui du premier ressort.Ce premier ressort, de plus grande flexibilité, agit soit seul, soit en ajoutant son effet à celui du second ressort de plus petite flexibilité, dont la fonction principale~est d'assurer une pénétration rapide de la denture du pignon du lanceur dans celle de la couronne, sur une distance minimale prédéterminée. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ce dispositif de commande d'engrènement Figure 2 est une vue d'ensemble, en coupe longitudinale, d'un démarreur de moteur à combustion interne équipé du dispositif de commande d'engrènement conforme à l'invention; Figure 3 est une vue en coupe, à échelle agrandie, montrant le noyau mobile de l'actionneur de ce démarreur, avec le système de double ressort de dent contre dent en position de repos ; Figure 4 est une vue en coupe similaire à figure 3, mais montrant le système de double ressort de dent contre dent à l'état comprimé. La figure 2 représente un démarreur de véhicule automobile, comprenant un moteur électrique à courant continu (1) avec un stator (2) et un rotor (3) porté par un arbre (4) monté tournant dans deux paliers (5,6). A proximité de l'un des paliers (5), l'arbre (4) porte un collecteur à lames (7) sur lequel sont appliqués des balais (8). Du côté proche de l'autre palier (6), l'arbre (4) porte un lanceur (9), monté autour de cet arbre (4) par l'intermédiaire de cannelures hélicoïdales (10) autorisant un déplacement axial du lanceur (9). D'une manière habituelle, le lanceur (9) est composé d'un pignon (11), apte à venir en prise avec une couronne dentée (12) située sur le volant moteur, et d'un entraîneur avec roue libre (13). Suivant un axe (14) parallèle à l'axe (15) du moteur électrique (1), est disposé un actionneur électromagnétique (16) dont le noyau mobile (17) est lié, par l'intermédiaire d'une tige (18) terminée en crochet, à une extrémité d'un levier (19) monté pivotant autour d'un axe (20) disposé entre les deux axes parallèles (14,15). L'autre extrémité du levier (19), conformée en fourche, est liée à l'entraîneur (13) du lanceur (9). L'actionneur électromagnétique (16) comporte, une armature extérieure (21) à l'intérieur de laquelle sont montés des enroulements électriques (22,23), entourant un noyau fixe (24) traversé par une tige mobile (25), montée coulissante suivant l'axe (14). La tige (25) porte un contact électrique mobile (26) qui coopère avec deux contacts électriques fixes (27,28), par -I'intermédiaire desquels le moteur électrique (1) est alimenté. Selon l'invention, un système de double ressort de dent contre dent (29,30) est disposé dans la chaîne cinématique de commande d'engrènement, entre le noyau mobile (17) et la tige (18) attelée au levier (19). Ce système, plus particulièrement représenté aux figures 3 et 4, est logé à l'intérieur d'un évidement central (31) du noyau mobile (17), fermé par une rondelle (32) traversée par la tige (18) et entourée d'une coupelle (33) sur laquelle prend appui un ressort de rappel (34) du noyau mobile (17). Le premier ressort de dent contre dent (29), de plus grande flexibilité, est un ressort hélicoïdal monté autour de la tige (18) et comprimé entre la rondelle (32) et une autre rondelle (35) portée par l'extrémité de la tige (18) située à l'intérieur du noyau (17). Le second ressort de dent contre dent (30), de plus petite flexibilité, est un ressort hélicoldal monté coaxialement autour du ressort précédent (29), et com primé entre la rondelle (32) et une douille (36) avec collerette (37) apte à coulisser suivant la direction de l'axe (14), à l'intérieur de l'évidement (31). En position de repos, c'est-à-dire lorsque les deux ressorts (29,30) sont détendus, la rondelle (35) prend appui vers le fond de l'évidement (31), et la douille (36) est arrêtée, par sa collerette (37), contre un épaulement intérieur (38) de l'évidement (31) - voir figure 3. Lors d'un démarrage, et en cas de butée des dents du pignon (11) contre celles de la couronne (12), le levier (19) est arrêté dans son pivotement autour de l'axe (20) et la tige (18) ne peut immédiatement suivre le déplacement du noyau mobile (17) suivant l'axe (14). Ainsi, la rondelle (35) s'éloigne du fond de l'évidement (31) et le ressort (29) de plus grande flexibilité est comprimé, tandis que le ressort (30) de plus petite flexibilité reste d'abord dans son état initial. Après un certain déplacement du noyau mobile (17), la rondelle (35) vient en butée contre la douille (36) et entraîne cette dernière, de sorte que le ressort de plus petite flexibilité (30) est lui aussi comprimé - voir figure 4. Au moment où le moteur électrique (1), alimenté par les contacts (26,27,28), met en rotation le pignon (11), le ressort de plus petite flexibilité (30) se détend et assure une pénétration rapide des dentures sur une course minimum prédéterminée. Grâce à ce système de double ressort de dent contre dent (29,30), les deux noyaux (17,24) de l'actionneur électromagnétique (16) peuvent, I'un et l'autre, présenter une forme extérieure cylindrique avec des faces extrêmes planes situés en regard l'une de l'autre, telles que la face terminale (39) du noyau mobile (17)- voir figures 3 et 4. I1 va de soi que l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce dispositif de commande d'engrènement qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. Ainsi, les mêmes caractéristiques de fonctionnement et les mêmes avantages peuvent être obtenus en disposant le double ressort de dent contre dent en un autre endroit du dispositif de commande d'engrènement, ce double ressort pouvant être placé non seulement au niveau de l'actionneur (16) mais aussi au niveau du lanceur (9) ou de l'axe de pivotement (20) du levier (19), sans que l'on s'écarte de l'esprit de l'invention. Les deux ressorts de flexibilités différentes peuvent travailler soit en compression, soit en traction, soit en flexion, selon leur type et leur disposition; I'un de ces deux ressorts peut même être placé en un endroit différent de l'autre ressort. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande d'engrènement du pignon du lanceur, pour un démarreur de moteur à combustion interne, notamment un démarreur de moteur de véhicule automobile, dans lequel le pignon (11) du lanceur (9) est déplaçable axialement, pour son. entrée en prise avec une couronne dentée (12). de démarrage du moteur à combustion interne, à partir d'un actionneur électromagnétique (16) dont le noyau mobile (17) est relié à une extrémité d'un levier (19) ayant son autre extrémité liée à un entraîneur à roue libre (13) du lanceur (9), ce dispositif d'engrènement comprenant un système de "ressort de dent contre dent" intervenant dans le cas où une dent du pignon (11) du lanceur (9) se trouve initialement en regard d'une dent de la couronne (12), de manière à permettre la course complète du noyau mobile (17) de l'actionneur (16) et à emmagasiner l'énergie mécanique nécessaire à la pénétration des dentures après mise en rotation du pignon (11) par le moteur (1) du démarreur, caractérisé en ce que le système de ressort de dent contre dent comprend au moins deux ressorts (29,30) de flexibilités différentes, montés de manière à entrer en action successivement durant la course du noyau mobile (17) de l'actionneur électromagnétique (16). 2. Dispositif de commande d'engrènement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux ressorts de dent contre dent, de flexibilité différentes, sont des ressorts hélicoïdaux (29,30) disposés -coaxiale- ment et logés tous deux à l'intérieur d'un évidement central (31) du noyau mobile (17) de l'actionneur électromagnétique (16). 3. Dispositif de commande d'engrènement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le ressort de plus grande flexibilité est un ressort hélicoïdal (29) travaillant en compression, monté entre un organe de fermeture (32) de l'évidement (31) du noyau mobile (17) et un élément d'appui (35) lié à une tige (18) attelée à la première extrémité du levier de commande d'engrènement (19), tandis que le ressort de plus petite flexibilité, monté autour du précédent, est également un ressort hélicoïdal (30) travaillant en compression, qui lui est monté entre l'organe de fermeture (32) de l'évidement (31) du noyau mobile (17) et un autre élément d'appui (36) monté coulissant à ltintérieur de cet évidement (31) et apte à être soit arrêté contre un épaulement intérieur (38) de l'évidement (3 I), soit entraîné par le déplacement de l'élément d'appui (35) du premier ressort (29). 4. Dispositif de commande d'engrènement selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément appui du premier ressort hélicoïdal (29), de plus grande flexibilité, est une rondelle (35) portée par la tige (18) attelée au levier (19), tandis que l'élément d'appui du second ressort hélicoïdal (30), de plus petite flexibilité, est une douille (36) montée coulissante dans l'évidement (31) du noyau mobile (17) et présentant une collerette (37) coopérant avec l'épaulement intérieur (38) de l'évidement (31). 5. Dispositif de commande d'engrènement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le noyau mobile (17) de l'actionneur électromagnétique (16), de même que son noyau fixe (24), présentent une forme extérieure cylindrique avec des faces extrêmes planes (39) situées en regard l'une de l'autre.