Brevet FR2635926A1 — publié le 19900302

À* 2635926 Cette invention se rapporte à un démarreur de moteur coaxial dans lequel un arbre rotatif d'induit d'un moteur de démarreur électrique, un arbre rotatif de sortie ayant un pignon dessus pour tourner avec celui-ci et un axe de fonctionnement d'un commutateur solénoïde sont arrangés coaxialement. La figure 1 est une vue en section montrant un démarreur de moteur coaxial auquel la présente invention peut être appliquée. A la figure 3, un démarreur de moteur coaxial 100 comprend un moteur continu 5 ayant un support magnétique 1, des aimants permanents 2 montés sur la surface interne du support magnétique 1 à des intervalles, un induit 3 supporté pivotant à l'intérieur du support magnétique 1, et un commutateur 4 disposé à une extrémité de l'induit 3. L'induit 3 du moteur continu 5 comprend un arbre rotatif d'induit creux 6 et un coeur d'induit 7 monté sur la circonférence externe de l'arbre rotatif d'induit 6. Sur l'extrémité frontale (du c8té droit sur la figure 1 du moteur à courant continu 5, un arbre rotatif de sortie 8 est disposé de telle façon que la rotation soit transmise à celui-ci à travers un mécanisme de transmission de force d'entratnement 9. Le mécanisme de transmission de force d'entraînement 9 comprend un pignon de réduction de vitesse planétaire 10, un embrayage entraîné en rotation 11 ayant un membre interne d'embrayage lla et un membre externe d'embrayage 11b, une cannelure hélicoïdale 8a formée sur l'arbre rotatif de sortie 8 pour entrer en prise avec le membre interne d'embrayage lia. L'arbre rotatif de sortie 8 est disposé en alignement avec l'axe de l'arbre rotatif d'induit 6 du moteur à courant continu 5, et une de ces extrémités est insérée à l'intérieur du passage interne 6a de l'arbre rotatif d'induit 6 et est axialement supporté glissant à l'intérieur de celui-ci par une chemise de métal insérée entre ces deux pièces. De façon à éviter qu'une poussée provenant de l'arbre rotatif de sortie 8 soit transmise à l'intérieur de l'arbre rotatif d'induit 6, un évidement A est prévu entre l'arbre rotatif d'induit 6 et une partie de diamètre agrandi 8b de l'arbre rotatif de sortie 8. La transmission de la force de rotation de l'arbre rotatif d'induit 6 est obtenue par le truchement du pignon de réduction de vitesse planétaire 10 et de l'embrayage entraîné en rotation 11. Le pignon de réduction de vitesse planétaire 10 comprend un pignon solaire l0a formé intégralement sur l'extrémité frontale de l'arbre rotatif d'induit 6, un pignon en couronne à dents intérieures lOb disposé autour du pignon solaire a et une pluralité de pignons planétaires l0d supportés rotatifs par les plots de support 10c montés sur le membre externe d'embrayage llb de l'embrayage entraîné en rotation 11 et en prise avec le pignon solaire l0a et le pignon en couronne à dents intérieures lob. Ainsi, le membre interne d'embrayage lia de l'embrayage entraÂné en rotation 11 et en prise avec la cannelure hélicoïdale 8a formé dans la circonférence externe de la partie de diamètre agrandie 8b de l'arbre rotatif de sortie 8. Par conséquent, quand l'arbre rotatif de sortie 8 est entraîné en rotation par le membre interne d'embrayage lia, il se déplace axialement au même moment. Ensuite, à cause du mouvement de l'arbre rotatif de sortie 8, le pignon 15 monté sur l'extrémité frontale de l'arbre rotatif de sortie 8 projette depuis le capot de support frontal externe 13 de façon à entrer en prise avec le pignon en couronne (non représenté) pour l'entraîner en rotation. Une pluralité de rouleaux lic sont disposés entre le membre interne d'embrayage lla et le membre externe d'embrayage llb. Le membre de pignon à dents internes 10e qui sert également de couvercle frontal interne est accroché au support magnétique 1 par des écrous 34. Le membre de pignon à dents internes 10e a un pignon à dents internes lOb formées dans la surface de conférence interne à son extrémité arrière et une partie en palier 10f à son extrémité frontale. La partie en palier 10f est adaptée à l'intérieur d'une bague externe 12a d'un roulement à bille 12 avec son extrémité arrière en relation de butée. L'extrémité arrière de la bague interne 12b du roulement 12 est adaptée sur une partie en palier 11d formée à l'extrémité frontale du membre interne d'embrayage lla. Un couvercle de support frontale externe 13 qui peut être remplacée selon le type du moteur est adapté au-delà du membre de pignon à dents internes 10e qui aussi est un couvercle de support et est accroché par des boulons 14. Le couvercle de support frontal externe 13 a aussi une partie en extrémité de paroi interne 13a s'étendant à l'avant de l'extrémité frontale de la bague externe 12a du roulement à bille 12 pour porter la poussée arrière de la bague externe 12a. Un pignon peut être mis en prise avec un pignon en couronne de moteur (non représenté) qui est monté sur l'arbre rotatif de sortie 8 ayant sa face d'extrémité arrière 15a en butée avec la bague interne 12b du roulement à bille 12 de telle façon que sa force de poussée soit supportée par la bague interne 12b du roulement à bille 12. De façon à maintenir le pignon 15 qui est en prise de façon mobile avec les canelures 8c formées sur l'tarbre rotatif de sortie 8 à une position axiale prédéterminée sur l'arbre rotatif de sortie 8, un arrêt 16 est monté sur l'arbre rotatif de sortie 8 par un anneau d'arrêt. Le couvercle de support arrière 17 qui est adapté au-delà de l'extrémité arrière du moteur à courant continu 5a dans la partie arrière de celui-ci disposé un commutateur solénoïde 18 pour faire se déplacer l'arbre rotatif de sortie 8 et aussi pour permettre au courant électrique provenant de la batterie (non représentée) d'être fourni au moteur à courant continu 5. Le commutateur solénoïde 18 comprend une bobine d'excitation 21 enroulée sur une bobine en plastique supportée par un coeur magnétique 20 qui ensemble avec le corps 19 définit un circuit magnétique, et un plongeur 22 disposé mobile à l'intérieur d'un alésage central de la bobine 21, une tige tubulaire 23 faite de matériau non magnénique tel que de l'acier inoxydable et connectée à l'une des extrémités du plongeur 22 et inséré à l'autre extrémité à l'intérieur du passage interne 6a de l'arbre rotatif d'induit 6 depuis l'arrière et un contact mobile arrière monté sur la tige 23 à travers une isolation 24. A l'intérieur de la tige tubulaire 23, une tige de poussée 26 est insérée de façon glissante de telle façon que l'extrémité frontale de la tige de poussée 26 s'étendant au-delà de l'extrémité ouverte frontale de la tige tubulaire 23 viennent en butée à l'encontre de la paroi à la base du renfoncement formé à la surface d'extrémité de l'arbre rotatif de sortie 8 à travers la bille d'acier 27. Un ressort de bobine 28 est disposé à l'intérieur de la tige tubulaire 23 pour pousser la tige de poussée 26 et un autre ressort de bobine 29 est disposé autour de la tige de poussée 26 pour porter la bille d'acier 27 dans sa position. Un matériau isolant électrique 30 est prévu autour du contact stationnaire 31 et une brosse électrique 33, l'autre extrémité du contact stationnaire 31 étant une vis terminale 32 pour la connexion d'un câble à la batterie qui n'est pas représentée. Le contacteur électromagnétique 18, le couvercle de support arrière 17, le moteur électrique à courant continu 5 et le membre de pignon à denture interne 10e sont mis ensemble par les boulons 34. Le fonctionnement du démarreur de moteur coaxial tel que construit ci-dessus ne sera pas décrit. Quand le commutateur de démarreur de moteur (non représenté) est tourné, le commutateur solénoïde alimenté pour déplacer vers l'avant le plongeur 22 et la tige tubulaire 23, de telle façon que l'arbre rotatif de sortie 8 soit déplacé vers l'avant par la poussée transmise à travers le ressort de bobine 28 et la tige de poussée 26. Ceci provoque la mise en prise du pignon 15 avec le pignon en couronne (non représenté) et le contact mobile 25 sur la tige tubulaire 23 en contact avec le contact stationnaire 31 pour activer le moteur à courant continu 5. Alors, la force de rotation de l'arbre rotatif d'induit 6 du moteur électrique à courant continu est transmise au membre externe d'embrayage llb de l'embrayage entrainé en rotation 11 à travers le pignon de réduction de vitesse planétaire 10, et cette force de rotation est de plus transmise depuis le membre interne d'embrayage l1b à l'arbre rotatif de sortie 8 pour entraîner en rotation le pignon 15, lorsque le moteur est entraîné. Après que le moteur soit démarré et que l'alimentation en courant au commutateur solénoïde soit disconnectée, l'arbre rotatif de sortie 8 retourne dans sa position originale par un ressort de retour adapté (non représenté), laissant ainsi la prise entre le pignon et le pignon en couronne du moteur (non représenté). Aussi, le pignon de retour 15 arrête quand sa surface d'extrémité arrière 15a vient en butée contre l'extrémité frontale de la bague interne 12b du roulement à bille 12. Cependant, avec le démarreur de moteur coaxial tel que décrit ci-dessus, il n'y a pas de mesure d'absorbtion et d'amortissement à l'interieur de la voie de transmission de rotation s'étendant depuis l'arbre rotatif d'induit 6 Jusqu'au pignon 15, de telle façon qu'une charge excessive est appliquée au démarreur et que le pignon en couronne du moteur quand le moteur effectue l'opération de démarrage lors de la rotation interne du moteur, de telle façon que l'on peut craindre que des composants tels que le pignon 15 du démarreur peuvent être endommagés ou détruits. En accord avec les points précédents, l'objet principal de la présente invention est de fournir un démarreur de moteur coaxial qui est libéré de tous les problèmes ci-dessus discutés du démarreur coaxial. Un autre objet de la présente invention, est de fournir un démarreur de moteur coaxial dans lequel les composants du démarreur peuvent être prcfégés à l'encontre des endommagements même quand une charge excessive est exercée sur eux durant le fonctionnement du démarreur du moteur. Avec les objets ci-dessus comme objectif, le démarreur de moteur coaxial de la présente invention comprend un moteur électrique ayant un arbre rotatif d'induit creux, un arbre rotatif de sortie déplaçable axialement supporté rotatif dans un logement et ayant à son extrémité frontrale un pignon pouvant être mis en prise avec un pignon en couronne du moteur, un commutateur solénoïde disposé derrière le moteur électrique pour fournir le courant électrique au moteur électrique et causer le mouvement de déplacement de l'arbre rotatif de sortie, un pignon de réduction planétaire, disposé à l'avant du moteur électrique et ayant un couvercle de support planétaire, pour réduire la vitesse de rotation de l'arbre rotatif d'induit, un embrayage entraîné en rotation, disposé à l'avant du pignon de réduction planétaire et ayant un membre externe d'embrayage et un membre interne d'embrayage, pour transmettre la vitesse réduite de rotation au pignon de réduction planétaire vers l'arbre rotatif de sortie. Le couvercle planétaire du pignon de réduction de vitesse * 2635926 planétaire est adapté à l'encontre du membre externe d'embrayage de l'embrayage entraîné en rotation de telle façon que l'un puisse glisser par rapport à l'autre quand un mouvement de rotation prédéterminé s'exerce entre ces deux pièces. Le démarreur comprend également un premier palier disposé entre le support de couvercle planétaire et l'arbre rotatif d'induit pour limiter le mouvement vers l'arrière du support de couvercle planétaire, et un deuxième palier disposé entre le logement et le membre interne d'embrayage de l'embrayage entraîné en rotation pour limiter le mouvement vers l'avant du membre externe d'embrayage de l'embrayage entraîné en rotation. La présente invention deviendra plus apparente dans la description détaillée suivante d'un mode de réalisation préféré de la présente invention pris en conjugaison avec les dessins d'accompagnement dans lesquels: - la figure 1 est une vue en section d'un démarreur de moteur coaxial du type de celui auquel la présente invention peut être avantageusement appliquée; - la figure 2 est une vue en section d'un démarreur de moteur coaxial construit en accord avec les enseignements de la présente invention; et - la figure 3 est une vue partielle élargie d'un démarreur de moteur coaxial tel que montré à la figure 2. Les figures 2 et 3 illustrent un mode de réalisation d'un démarreur de moteur coaxial de la présente invention. En comparant les figures 2 et 3 avec la figure 1, il devient apparent que la structure de base du démarreur de moteur de la présente invention telle que montrée aux figures 2 et 3 est la même que celle montrée à la figure 1, de telle façon que la description sera faite seulement dans les termes des composants et des structures différentes de celles du démarreur de moteur tel que montré à la figure 1 et la description des pièces identiques aux correspondantes qui sont indiquées par la même référence numérique ne sera pas répétée. Comme il est montré préférablement dans la vue en section élargie de la figure 3, le pignon de réduction de vitesse planétaire 10 comprend un couvercle de support planétaire 40 et un cadre planétaire à l'intérieur duquel des plots de support 10c pour supporter rotatif les pignons planétaires lOd sont emmanchés à la presse. Le couvercle de support planétaire 40 est un membre substantiellement annulaire ayant une section de travers de forme substantiellement en manivelle. En d'autres termes, le support de couvercle planétaire 40 peut être défini comme ayant un membre cylindrique 40a, un épaulement s'étendant vers l'extérieur 40b à une extrémité du membre cylindrique 40a et un épaulement s'étendant vers l'intérieur 40c à l'autre extrémité du membre cylindrique 40a. Les plots de support O10c sont montés sur l'épaulement externe 40a. La surface de circonférence externe du membre cylindrique central 40a est adaptée à l'intérieur de la surface circonférentielle interne du membre externe d'embrayage llb de l'embrayage entratné en rotation 11 pour former une interface 35 qui permette le déplacement relatif du mouvement entre le membre externe d'embrayage l1b et le couvercle de support planétaire 40 quand un mouvement rotationnel prédéterminé est appliqué à ceux-ci. L'épaulement interne 40c est en prise avec la face interne 40d de l'épaulement 40c avec l'extrémité frontale de la bague externe 36a d'un premier roulement à bille 36. L'extrémité arrière de la bague interne 36b du premier roulement à bille 36 peut entrer en contact avec la partie de prise 6b de l'extrémité frontale du sous-pignon 10a. Le support de couvercle planétaire 40 est ainsi supporté et limité dans son mouvement axial dans la direction vers l'arrière. D'autre part, tant que la partie en escalier lld du membre interne d'embrayage lia est en prise avec l'extrémité arrière de la bague interne 12b du deuxième roulement à bille 12, et donc l'extrémité arrière du membre interne d'embrayage lla et l'extrémité frontale interne du membre externe d'embrayage llb peuvent être en prise l'un avec l'autre avec un petit espace entre les deux permettant une rotation relative entre ces deux pièces, le membre externe d'embrayage l1b est limité dans son mouvement axial dans la direction vers l'avant par le membre interne d'embrayage lia et le deuxième roulement à bille 12. Dans d'autres rapports, la structure est la même que celle décrite dans la conjonction du démarreur coaxial tel que montré à la figure 1. Dans les démarreurs de moteur coaxial construit tel que décrit ci-dessus, le support en couvercle planétaire 40 et le membre externe d'embrayage lb sont adaptés dans une relation prévu de telle façon que le glissement relatif est permis quand un battement en rotation prédéterminée est appliqué entre ces deux pièces. Par conséquent, quand une quantité excessive de force d'impact est générée dans la voie de transmission de la force d'entraînement depuis le moteur à courant continu 5 vers le moteur, de telle façon que quand une opération de démarrage est en cours durant le fonctionnement en inertie du moteur, le support de couvercle planétaire 40 glisse à une interface 35 relative au membre externe d'embrayage llb pour absorber la force d'impact exercée dessus, en prévenant ainsi que le pignon 15, le pignon en couronne du moteur, etc... d'être endommagé ou détruit. Aussi, tant que le support en couvercle planétaire 40 et le membre externe d'embrayage llb sont limités sur leur mouvement axial par le premier et second roulements à bille 36 et 12, l'aire de l'interface 35 entre le support de couvercle planétaire 40 et le membre externe d'embrayage llb est évitée d'être augmenté, de telle façon que la magnitude du battement en rotation auquel le glissement de l'interface commence et peut être maintenu substantiellement constant. Par conséquent, il n'y a pas de crainte qu'une rotation peut être proprement transmise à travers l'interface 35 durant un fonctionnement normal de démarrage. De plus, tant que le membre externe d'embrayage 11b est supporté par le premier roulement à bille 36 à travers le support en couvercle planétaire 40 sur l'arbre dans le mode de réalisation ci-dessus substantiellement aucun excentrique est absorbé par le membre externe d'embrayage 11b contrairement au démarreur coaxial employant une chemise métallique, de telle façon que la durée de vie de l'embrayage entraîné en rotation 11 devient longue et la fiabilité du démarreur est augmentée. Le premier roulement 36 pour fournit une limitation de position pour le support de couvercle planétaire 40 peut être de tout type de palier adéquat autre qu'un roulement à bille. Tel qu'il a été décrit, en accord avec la présente invention, le support de couvercle planétaire et le pignon de réduction planétaire sont adaptés à l'encontre du membre externe d'embrayage de l'embrayage entraîné en rotation de telle façon qu'il glisse relativement l'un par rapport à l'autre quand un battement en rotation prédéterminé est exercé entre ces deux pièces et comprenant un premier palier disposé entre le support de couvercle planétaire et l'arbre rotatif d'induit pour limiter le mouvement vers l'arrière du support de couvercle planétaire, et un deuxième palier disposé entre le logement et le membre interne d'embrayage de l'embrayage entrainé en rotation pour limiter le mouvement vers l'avant du membre externe d'embrayage de l'embrayage entratné en rotation. Par conséquent, même lorsque q'une charge excessive est appliquée durant le fonctionnement du démarreur, la force d'impact peut être absorbée pour prévenir les endommagements des pièces du démarreur, et le battement en rotation auquel les glissements apparaissent peut être maintenu substantiellement constant. De plus, tant que le support de couvercle planétaire 40 et le membre externe d'embrayage llb sont des pièces séparées, les trous pour recevoir les plots de support emmanchés à la presse à l'intérieur de ceux-ci peuvent être des trous débouchants plut8t que des trous borgnes, faisant la formation de ces trous plus facile. R E V E N D I C AT I ON 1. Un démarreur de moteur coaxial comprenant: un moteur électrique (5) ayant un arbre rotatif d'induit (6) creux; un arbre rotatif de sortie (8) déplaçable axialement supporté rotatif dans un logement ayant à son extrémité frontale un pignon (15) pouvant être mis en prise avec le pignon en couronne d'un moteur (5); un commutateur solénolde (18) disposé derrière le moteur électrique (5) pour fournir un courant audit moteur électrique (5) et provoquer le mouvement de déplacement dudit arbre de rotation de sortie (8); un pignon de réduction de vitesse planétaire (10), disposé à l'avant dudit moteur électrique (5) et ayant un support de couvercle planétaire (40), pour réduire la rotation dudit arbre rotatif d'induit (6); un embrayage entraîné en rotation (11), disposé à l'avant dudit pignon de réduction planétaire (10) et ayant un membre externe d'embrayage (11b) et un membre interne d'embrayage (11a) pour transmettre la rotation à vitesse réduite dudit pignon de réduction de vitesse (10) planétaire audit arbre rotatif de sortie (8); ledit support de couvercle planétaire (40) et ledit pignon de réduction de vitesse planétaire (10) sont adaptés à l'encontre dudit membre externe d'embrayage (lb) dudit embrayage entraîné en rotation (11) de telle façon qu'il puisse se déplacer rotativement l'un par rapport à l'autre sur un battement en rotation prédéterminé exercée entre ces deux pièces; un premier palier (36) disposé entre ledit support de couvercle planétaire (40) et ledit arbre rotatif d'induit (6)pour limiter le mouvement vers l'arrière dudit support de couvercle planétaire (40); et un second palier (12) disposé entre le logement et le membre interne d'embrayage (11a) dudit embrayage entraîné en rotation (11) pour limiter le mouvement vers l'arrière dudit membre externe d'embrayage (11b) dudit embrayage entrainé en rotation (11).