Brevet FR2626625A1 — publié le 19890804

Démarreur de type coaxial La présente invention concerne un démarreur de type coaxial. Plus particulièrement, l'invention concerne un démarreur de type coaxial utilisé pour faire démarrer le moteur d'une automoble. Jusqu'à présent, le démarreur classique utilisé pour faire démarrer le moteur d'une automobile était une structure dite biaxiale, dans laquelle un interrupteur élec- tromagnétique servant à envoyer l'énergie à un moteur à cou- rant continu est disposé latéralement par rapport au moteur. Cependant, un tel démarreur de type biaxial entraînait des limitations importantes lors de la conception d'un moteur pour une automobile. Une proposition a été faite en vue de donner une forme simple au démarreur. Conformément à cette proposition, le démarreur est agencé de manière à posséder une forme cylindrique, en générai allongée, grâce au fait qu'on dispose l'interrupteur électromagnétique sur une extrémité dans la direction axiale du moteur à courant continu. Le démarreur proposé est représenté sur la figure 3 annexée à la présente demande. Sur cette figure 3, un démarreur de type coaxial 1 est agencé de telle sorte qu'un- arbre rotatif d'induit 3 d'un moteur à courant continu 2 est creux; une tige mobile 4a d'un interrupteur électromagnétique 4 disposé à l'extrémité arrière du moteur à courant continu 2 s'étend dans le passage intérieur 3a de l'arbre rotatif d'induit creux 3; un arbre rotatif de sortie est inséré dans l'arbre rotatif d'induit 3 dans une position coaxiale, de sorte que l'extrémité arrière de l'arbre rotatif de sortie 5. est en contact avec l'extreémitée libre de la tige mobile 4a, ce qui a pour effet que, lors de l'actionnement de l'interrupteur électromagnétique, l'arbre rotatif de sortie 5 est repoussé vers l'avant par la tige mobile 4a. Une roue planétaire 6a est formée sur la partie circonférentielle extérieure de l'extrémité avant de l'arbre rotatif d'induit 3, et une pluralité de pignons satellites 6b engrènent avec la roue planétaire -6a. Les pignons satellites 6b engrènent également avec une denture intérieure 6c formée sur la surface circonférentielle intérieure d'un bâti 7 du dispositif, et chacun des pignons satellites 6b est supporte par un support 6e au moyen de chaque arbre 6d. La roue planétaire 6a, les pignons satellites 6b, la denture intérieure 6c, les arbres 6d et le support 6e constituent un réducteur de vitesse 6 à pignons satellites, qui réduit la vitesse de rotation de l'arbre rotatif d'induit 3. Un embrayage à roue libre 8 est monté sur l'arbre rotatif de sortie 5. Un élément intérieur 8a de l'embrayage à roue libre 8 engrène avec une cannelure hélicoïdale Sb formée sur une section 5a de l'arbre rotatif de sortie 5, cette section Sa comportant un diamètre extérieur supérieur au diamètre intérieur du passage intérieur 3a de l'arbre rotatif d'induit creux 3, ce qui a pour effet que l'arbre rotatif de sortie 5 peut recevoir une force d'entraînement en rotation à partir de l'élément intérieur 8a de l'embrayage et peut glisser dans sa direction axiale. Un pignon 9 est fixé à l'extrémité avant de larbre rotatif de sortie 5 de manière à engrener d'une couronne dentée annulaire d'un motèur (non représentée) et à en être dégagé. Lorsque l'arbre rotatif 5 est amené à glisser vers l'avant,. le pignon 9 engrène avec la couronne dentée annulaire de manière à l'entraîner en rotation. Cependant le démarreur coaxial classique tel que décrit précédemment présente l'inconvénient suivant. Lorsque le-moteur ou le démarreur fonctionne à l'état débrayé et si on fait tourner la clé de contact de l'automobile, le pignon du démarreur vient engrener avec la couronne dentée annulaire du moteur, ce qui provoque l'application d'un choc aux éléments structurels du démarreur. Dans ce cas le choc peut être difficilement absorbé sous la forme d'une énergie absorbée sous l'effet de la résistance à la torsion de l'embrayage à roue libre, et le choc provoque quelquefois une rupture des éléments structurels. Un but de la présente invention est de fournir un démarreur de type coaxial, apte à absorber rapidement un choc sans aucun effet sur les éléments structurels, m8me si un choc intense est produit sous l'effet d'un engrènement anormal entre le pignon du démarreur et la couronne dentée annulaire du moteur de l'automobile. Les buts indiqués précédemment et d'autres buts de la présente invention sont atteints grace au fait qu'il est prévu un démarreur de type coaxialcomportant un moteur a courant continu, un pignon prévu sur l'extrémité avant d'un arbre rotatif d'induit dudit moteur à courant continu et un arbre rotatif de sortie aligné avec ledit arbre rotatif d'induit de manière à être déplaçable dans sa direction axiale de sorte qu'une force d'entraînement en rotation produite par ledit arbre rotatif. d'induit est.transmise audit arbre rotatif de sortie par 1 'intermédiaire d'un réducteur de vitesse à pignons satellites et d'un embrayage roue libre, ce démarreur de type coaxial étant caractérise en ce qu'un support destiné à supporter chaque pignon satellite comporte une partie cylindrique au niveau de son extrémité avant, et en ce que ladite partie cylindrique est montée sur la circonférence extérieure d'un élément extérieur dudit embrayage à roue libre en vue de l'obtention d'un mouvement de glissement relatif entre la partie cylindrique et l'élément extérieur de l'embrayage, dans leurs directions circonférentielles, lorsqu'un couple prédéterminé est produit. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci- après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 represente une vue de face, partiellement arrachée, d'une forme de réalisation du démarreur de type coaxial conforme à la présente invention; - la figure 2 représente une vue de face, partiellement arrachée, d'une autre forme de réalisation du démarreur coaxial conforme à la présente invention; et - la figure 3, dont il a déjà été fait mention, est une vue -en coupe transversale montrant un démarreur de type coaxial classique. En se référant aux dessins, sur lesquels on a utilise les- mêmes chiffres de -référence pour désigner les mimes éléments ou des éléments correspondants sur l'ensemble des vues, et en se référant plus particulièrement à la figure 1 des dessins, on y voit représentée une vue de face d'un exemple typique du démarreur de type coaxial selon la présente invention. Sur la figure 1, le chiffre de référence 10 désigne un démarreur de type. coaxial. Une force d'entraúnement en rotation produite par un arbre rotatif d'induit 11 est transmise à un arbre rotatif de sortie.5 par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesse 12 à pignons satellites et d'un embrayage à roue libre 13, de la même manière que cela est décrit pour le démarreur classique. Conformément à la présente invention, le réducteur de vitesse 12 à pignons satellites est constitué par une roue planétaire 12a formée sur la partie circonférentielle extérieure de l'extrémité avant de l'arbre rotatif d'induit 1l, par une denture intérieure 12b formée sur la surface intérieure du châssis du dispositif du démarreur 20, et par une pluralité de pignons satellites 12e, qui'engrènent à la fois avec la roue planétaire 12a et la denture intérieure 12b et sont supportés par un support 12d,.chacun par l'intermédiaire d'un tourillon 12c. Une partie de diamètre réduit ou partie étagée 15 est formée dans la circonférence extérieure de la partie d'extrémité avant voisine de la roue planétaire 12a de l'arbre rotatif d'induit 11, et le support 12d du réducteur de vitesse 12 à pignons satellites est monté sur la partie de diamètre réduit 15 au moyen d'un roulement à billes 14 fixé à la partie circonférentielle intérieure du support 12d. Un agencement, selon lequel le support 12d est supporte directement par l'arbre rotatif d'induit 11 au moyen du roulement à billes 14, fournit l'avantage indiqué ci-après. En effet lorsque l'on considère la relation entre la roue planétaire et les pignons satellites, il est souhaitable que chacun des pignons satellites tourne de manière que-les axes centraux de rotation coincident toujours avec l'axe central de l'arbre rotatif d'induit. Cependant, comme cela est représenté sur la figure 3 représentant le démarreur de type coaxial classique 1, lorsque le support 6e est supporté par un roulement au niveau de l'extrémité arrière de l'élément intérieur 8e de l'embrayage à roue libre 8, il est difficile de maintenir l'axe de rotation du support, c'est-à-dire l'axe de rotation des pignons satellites, dans une position prédéterminée, lorsque l'on considère un état d'engrènement de l'embrayage à roue libre 8 avec l'arbre rotatif de sortie au moyen d'une cannelure hélicoïdale. Il en résulte que, lorsqu'il apparaît un fléchissement dans l'embrayage à roue libre, des bruits anormaux sont produits par la partie d'engrênement dans le réducteur de vitesse à pignons satellites. Ou bien des surfaces d'extrémité des pignons satellites s'usent. En outre, lorsqu'une charge anormale est appliquée au réducteur de vitesse 12 en plus d'un choc provoqué par le réengrênement du pignon 9 avec la couronne annulaire dentée, cette charge et ce choc peuvent entraîner une destruction du dispositif. Cependant, avec l'agencement tel que représenté sur la figure 1, c'est-a-dire dans le cas ok le support 12d est directement supporté par l'arbre rotatif d'induit 1l au moyen du- roulement à billes 14, l'axe de révolution des pignons satellites coincide complètement avec l'axe central de l'arbre rotatif d'induit 11 en liaison avec la structure de la figure 1, si l'usinage a été réalisé de façon précise. Par conséquent, l'inconvénient mentionné précédemment peut être éliminé. Le support 12d du réducteur de vitesse 12 à pignons satellites comporte une partie cylindrique 12f, dont l'extrémité avant est ouverte. La partie cylindrique 12f est montée à force sur le pourtour 'extérieur d'un élément extérieur 13a de l'embrayage à roue libre-13 de sorte qu'il se produit un mouvement de glissement relatif dans les directions circ&nférentielles entre cette partie cylindrique et cet élément extérieur de l'embrayage, lorsqu'un couple prédéterminé est produit dans le réducteur de vitesse 12 à pignons satellites. Par consequent, lorsque le démarreur fonctionne normalement, le support 12d est entraîné en rotation conjointement avec l'élément extérieur 13a de l'embrayage à roue libre 13. * L'élément intérieur 13b de l'embrayage à roue libre 13 est maintenu par une console frontale 14, au niveau de son extrémité avant, au moyen d'un roulement 16. L'extrémité avant de l'élément intérieur 13b et de l'embrayage s'étend depuis la position, dans laquelle le roulement 16 est. situé, -en direction d'un pignon 9 de sorte qu'elle vient en contact avec la surface latérale du pignon 9, lorsque ce dernier est rétracté en arrière. D'autre part, la surface d'extrémité arrière de l'élément intérieur 13b de l'embrayage est sensiblement en contact avec le support 12d ou avec une surface latérale de. la piste extérieure de roulement à billes 14. Dans le démarreur de type coaxial classique représenté sur la figure 3, qui possède un agencement tel que la surface d'extrémité arrière de la partie, qui porte la cannelure, de l'arbre rotatif de sortie est- amenée en contact avec- l'extrémité avant' de l'arbre rotatif d'induit de manière à bloquer le pignon dans une position predéterminée lorsque ce pignon est rétracte, il est difficile de garantir l'obtention du blocage de l'arbre rotatif de sortie dans une position d'arrêt précise, en raison de l'usure de cet arbre au niveau de la partie de contact, étant donné qu'il existe une difference importante entre les vitesses de rotation de 1'arbre rotatif dtinduit et de l'arbre rotatif de sortie. Conformément à l'agencement représenté sur la figure 1, on peut éliminer un tel problème. En effet, il n'existe pas une grande différence entre les vitesses de rotation de l'élément intérieur 13b de l'embrayage et du support 12d ou la piste extérieure du roulement à billes 14, étant donné que la vitesse de rotation de l'arbre rotatif d'induit est réduite par le réducteur de vitesse 12 à pignons satellites,.ce qui a pour effet-qu'une usure moins importante apparaît au niveau de la partie de contact, et qu'une position précise du pignon peut être maintenue lorsque ce dernier est rétracté. On va décrire le fonctionnement du démarreur de type coaxial conforme à la forme de réalisation mentionnée précédemment. Lorsqu'on branche le contacteur du démarreur d' une automobile, un courant électrique est envoyé à une bobine d'excitation de l'interrupteur électromagnétique 4, ce qui a pour effet que la tige 4a est déeplacée vers la droite dans la direction axiale sur la figure 1, en raison de la force électromagnétique produite dans la bobine d'excitation. Il en résulte que l'arbre rotatif de sortie 5 est repousse et que le pignon 9 prévu sur son extrémité avant engrène avec la couronne dentée annulaire du moteur. Simultanément, le mouvement de la tige mobile entraîne l'apparition d'un contact mutuel entre les contacts mobile et fixe (non représentés) de sorte qu'une source d'alimentation en énergie est raccordée au moteur à courant continu 2, ce qui provoque l'actionnement de ce dernier. Il en résulte qu'une force de rotation produite par l'arbre rotatif d'induit 1l est transmise à l'éilément extérieur 13a de l'embrayage à 2 626625 roue libre 13, tandis que la vitesse de rotation-est réduite par le réducteur de vitesse 12 à pignons satellites. Un couple de 1l'élémnt extérieur 13a de l'embrayage est transmis à l'élément intérieur 13b de cet embrayage au moyen de rouleaux cylindriques 13c. La force d'entraînement en rotation de l'élément intérieur 13b de l'embrayage est transmise à l'arbre rotatif de sortie 5 par l'intermédiaire de la cannelure héliccidale, ce qui fait démarrer le moteur au moyen du pignon 9 fixe à l'arbre rotatif de sortie 5. Ulne fois que le moteur a démarré, la transmission de la force de rotation au moteur- à courant continu est supprimée sous l'effet d'un entraînement en sens inverse,. réalisé au moyen de l'embrayage à roue libre 13, et simultanément l'arbre rotatif de sortie 5 et la tige mobile 4a de l'interrupteur électromagnétique 4 sQnt rameneés dans leur position d'origine, par un ressort de rappel installé dans une position appropriée. Lorsque le pignon 9 engrène avec la couronne dentée annulaire, qui fonctionne à vide, et dans le cas o un choc anormal est appliqué au pignon 9, il se produit un mouvement de glissement réciproque au niveau de la zone d'adaptation entre la partie cylindrique 12f située au niveau de l'extrémité avant du support du réducteur de vitesse 12. à pignons satellites et l'élément extérieur 13b de l'embrayage. Il en résulte que le choc peut être absorbé au niveau de la partie d'adaptation, ce qui empêche une rupture des éléments structurels du réducteur de vitesse. Dans la forme de réalisation mentionnée précédemment, le roulement à billes 14 monte sur la partie circonférentielle intérieure du support 12d est monté sur la partie de diamètre réduit ou la partie formant épaulement 15 située au niveau de l'extrémité avant de l'arbre rotatif d'induit 1l de manière à maintenir ainsi le support 12d. Cependant on peut utiliser un agencement tel que représenté sur la figure 3. En effet la partie d'extrémité arrière de l'élément extérieur 13a de l'embrayage s'étend jusqu'à la partie circonférentielle intérieure du support 12d, et le roulement à billes 14 est monté entre la surface circonférentielle intérieure du prolongement dtextremite arrière de l'élément extérieur 13a de l'embrayage et la partie de diamètre réduit 15 de l'arbre rotatif d'induit 11. Moyennant l'utilisation de cet agencement, l'axe central de rotation du support 12d peut être amené à co'ncider avec celui de l'arbre rotatif d'induit 11, étant donné que la partie cylindrique située sur l'extrémité avant du support 12d est montée sur l'élément extérieur 13a de l'embrayage. Par conséquent, ceci exclut tout décentrage de l'ensemble formé par le réducteur de vitesse à pignons satellites. Conformément à la présente invention, le montage de la partie cylindrique 12f présente. aU niveau de l'extrémité avant du support 12d, sur l'éliément extérieur 13a de l'embrayage peut être réalisé non seulement par emmanchement à force, mais également par frêtage à chaud ou à l'aide d'autres moyens de montage, dans la mesure o l'on peut obtenir un mouvement de glissement réciproque dans leur direction circonférentielle, lorsqu'un couple prédéterminé est appliqué. Comme décrit précédemment, conformément au démarreur de type coaxial conforme à la présente invention, lorsqu'un choc intense est appliqué au démarreur sous l'effet d'une charge anormale due à un engrènement anormal du pignon avec la couronne dentée annulaire du moteur, le choc peut être absorbé rapidement -sous l'effet du mouvement de glissement réciproque entre la partie cylindrique située sur l'extrémité avant du support et l'élément extérieur.de l'embrayage, ce qui permet d'éliminer un éventuel endommagement des éléments structurels du démarreur. Naturellement, on peut apporter de nombreux changements et modifications à la présente invention, à la lumière des enseignements indiqués précédemment. C'est pourquoi on comprendra que, dans les limites df inies par les revendications annexées, 1 ' invention peut être mise en pratique d'une autre manière que cela a é6té décrit ici de façon spécifique. . 2626625 REVENDICATIONS 1. Démarreur de type coaxial comportant un moteur à courant continu (2), un pignon (9) prévu sur l'extrémité avant d'un arbre rotatif d'induit (11) ' dudit moteur à courant continu et un arbre rotatif de sortie (5) aligne avec ledit arbre rotatif d'induit de manière à être déplaçable dans sa direction axiale de sorte qu'une force d'entraînement en rotation produite par ledit arbre rotatif d'induit (11) est transmise audit arbre rotatif-de sortie (5) par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesse (12) pignons satellites et d'un embrayage à -roue libre (13)., caractérisé en ce qu'un support (12d) destiné à supporter chaque pignon satellite (12e) comporte une partie cylindrique (12f) au niveau de son extrémité avant, et en ce que ladite partie cylindrique (12f) est montée sur la circonférence extérieure d'un élément extérieur (13e) dudit embrayage à roue libre (13) en vue de l'obtention d'un mouvement de glissement relatif entre la partie cylindrique et l'élément extérieur de l'embrayage, dlans leurs directions circonférentielles, lorsqu' un couple prédéterminé est produi.t. 2. Démarreur de type coaxial selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit support (12d) est supporté par ledit arbre rotatif d'induit (11) au moyen d'un roulement à billes (14), au niveau de l'extrémité avant dudit arbre rotatif d'induit. 3. Démarreur de type coaxial selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit arbre rotatif d'induit (11) comporte une partie de diamétreréduit (15) au niveau de son extrémité avant et au voisinage d'une roue planétaire (12a) formée sur ledit arbre rotatif d'induit, et en ce que ledit support (12d) est monté sur ladite partie de diamètre réduit (15), par l'intermédiaire dudit roulement à billes (14). 4. Démarreur -de type coaxial selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément extérieur (13a) de l1' embrayage est monté sur un element intérieur (13b) de l1embrayage, au moyen de rouleaux cylindriques (13c),