Brevet FR2676509A1 — publié le 19921120

Dispositif de lancement (démarrage) pour un moteur à combustion interne " Etat de la technique L'invention concerne un dispositif de lancement (démarrage) pour un moteur à combustion interne avec un démarreur électrique entraînant un pignon, avec une course libre et avec un dispositif de limitation pour éviter une vitesse de rotation excessivement élevée de l'induit du démarreur du fait10 des forces de frottement quand la vitesse de rotation du pignon est dépassée par la vitesse de rotation du moteur à combustion interne une fois que le démarrage a eu lieu. On connaît un dispositif de démarrage de ce type Il consiste en un démarreur électrique auquel est associée de préférence une denture frontale à course libre ou un embrayage à roue libre (brevet britannique 1507930) En outre, ce dispositif présente un relais d'embrayage, qui sert à engager un pignon du20 dispositif de lancement dans une couronne dentée du moteur à combustion interne, pour pouvoir faire démarrer le moteur à combustion interne En outre, le relais d'embrayage assume la fonction de commutation du courant de démarrage. Pour limiter la vitesse de rotation de l'induit du démarreur dans le cas d'un processus de dépassement de la vitesse de rotation du pignon par la vitesse de rotation du moteur à combustion interne, il est connu de constituer dans le démarreur un enroulement auxiliaire de dérivation Le processus de dépassement se manifeste par le fait que le moteur à combustion interne démarre et que sa vitesse de rotation croit de façon constante, de telle sorte qu'elle atteint déjà une valeur plus élevée que celle du pignon peu après la phase de démarrage Si le moteur à combustion interne arrive à tourner par lui- même après un processus de démarrage, l'induit peut être amené également à une vitesse de rotation inadmissiblement élevée par exemple du fait de conditions de frottement défavorables, en particulier d'un frottement dans les paliers dans la course libre de la denture frontale Cette circonstance peut conduire le commutateur et/ou les têtes de bobinage de l'induit à sauter L'enroulement auxiliaire de dérivation incorporé, que l'on connaissait jusqu'à présent empêchait une telle survitesse A titre d'exemple, la vitesse de rotation de l'induit peut être limitée à 12 000 tours par minute par une mesure de ce type Toutefois, un enroulement auxiliaire de dérivation exige des étapes additionnelles de fabrication et est très coûteux. Avantages de l'invention: Le dispositif de lancement selon l'invention, est caractérisé par le fait que le dispositif de freinage est constitué comme un dispositif de freinage à force centrifuge de l'induit agissant mécaniquement en fonction de la vitesse de rotation et en ce que l'effet de freinage du dispositif de freinage entre en jeu quand une vitesse de rotation maximale pouvant être prédéfinie de l'induit est dépassée Le dispositif de lancement selon l'invention a ainsi par contre l'avantage que l'on assume d'une manière simple une limitation peu coûteuse de la vitesse de rotation de l'induit Pour cela, on constitue le dispositif de limitation comme un dispositif de freinage de l'induit dépendant mécaniquement de la vitesse de rotation Si une vitesse de rotation maximale, autorisée, déterminée de l'induit est dépassée, le dispositif de freinage entre alors en fonction et empêche un dépassement de la vitesse de rotation maximale pouvant être prédéfinie. Le dispositif de freinage peut être de préférence constitué comme un dispositif de freinage à force centrifuge De préférence, on se sert du mouvement de rotation de l'induit pour commander le dispositif de freinage à force centrifuge Il est toutefois également pensable que d'autres parties tournantes du dispositif de lancement assument cette fonction, par exemple des pignons d'entraînement ou analogues. Selon un autre développement de l'invention, il est prévu que l'effet de freinage, comme on l'a déjà évoqué, entre en jeu après le dépassement d'une vitesse de rotation maximale de l'induit pouvant être prédéfinie En particulier, l'effet de freinage augmente avec l'augmentation de la vitesse de rotation de l'induit. Pour assurer la fonction de freinage, le dispositif de freinage est pourvu de masses à effet centrifuge, qui actionnent un frein du fait de leur position en fonction de la vitesse de rotation Plus la vitesse de rotation de l'induit est élevée plus les masses à effet centr-fuae s'écartent de leur position de repos et en conséquence le frein mentionné est actionné fortement Si la vitesse de rotation de l'induit s'abaisse à nouveau du fait de l'effet de freinage, les masses à effet centrifuge se déplacent aussi dans le sens allant vers leur position de base et provoquent de cette façon un relâchement correspondant du frein. Selon un mode de réalisation particulièrement préféré de l'invention, les masses à effet centrifuge tournent en même temps que l'induit. En particulier, les masses à effet centrifuge peuvent être montées coulissantes de telle façon qu'elles se déplacent radialement vers l'extérieur par rapport à l'axe de rotation de l'induit lors de l'augmentation de la vitesse de rotation de l'induit du fait de l'accroissement de la force centrifuge. Il est possible que les masses à effet centrifuge présentent des mâchoires de freinage ou des faces de freinage, qui coopèrent avec une surface de frottement immobile Alternativement, il est aussi possible que les masses à effet centrifuge constituent elles-mêmes les mâchoires de freinage, donc que les mâchoires de freinage assurent une double fonction, en agissant d'une part comme masses à effet centrifuge et d'autre part produisent un effet de freinage. De préférence, il est prévu que la surface de frottement soit constituée comme la surface intérieure cylindrique d'un corps de freinage De préférence, on a une roue-étoile calée sur l'arbre de l'induit pour tourner avec lui, roue qui présente des masses à effet centrifuge possédant des mâchoires de frein/faces de freinage dans des chambres ouvertes sur les bords Pour mettre en position de repos les masses à effet centrifuge, il est prévu de préférence un dispositif à ressort Les masses à effet centrifuge sont poussées radialement vers l'extérieur à l'encontre de la force du dispositif à ressort du fait de la vitesse de rotation croissante C'est alors qu'elles viennent en contact contre les surfaces de frottement, ce qui provoque un freinage. Il est prévu en particulier que les masses à effet centrifuge possédant des mâchoires de frein/faces de freinage soient disposées sur le pourtour de la roue-étoile et soient reliées les unes aux autres au moyen du dispositif à ressort s'étendant à peu près dans le sens périphérique Le dispositif à ressort est de préférence formé par un ressort spiral qui s'étend comme l'a déjà mentionné dans le sens périphérique. Les masses à effet centrifuge sont pourvues d'évidements, pénètrent dans les sections du ressort spiral et de cette façon exercent une force élastique dirigée radialement vers l'intérieur. Il est prévu en particulier que la face de frottement soit constituée sur un support du démarreur de palier intermédiaire constituant le corps de freinage. L'invention est ainsi encore caractérisée par le fait que le dispositif de freinage présente des masses à effet centrifuge qui du fait de leur position en fonction de la vitesse de rotation actionnent un frein, dont l'effet de freinage s'accroît avec l'augmentation de la vitesse de rotation. Selon une autre caractéristique de l'invention, des masses à effet centrifuge tournant avec l'induit sont montées de façon à pouvoir coulisser, elles se déplacent radialement vers l'extérieur par rapport à l'axe de rotation de l'induit lorsque la vitesse de rotation de l'induit a atteint sa valeur maximale pouvant être prédéfinie, en raison de l'augmentation de l'effet centrifuge. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, les masses à effet centrifuge présentent des mâchoires de frein/surfaces de freinage, qui coopèrent avec une surface de frottement immobile. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, les masses à effet centrifuge forment des mâchoires de frein. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la surface de frottement est constituée comme une surface cylindrique intérieure d'un corps de freinage immobile. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, une roue à étoiles disposée de façon solidaire sur l'arbre d'induit, présente des masses à effet centrifuge possédant des mâchoires de frein/surfaces de freinage dans des chambres ouvertes sur les bords. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, un dispositif de ressort (ressort spiral de traction) est associé aux masses à effet centrifuge de telle façon que les masses à effet centrifuge peuvent être déplacées à l'encontre de la force du dispositif à ressort (ressort spiral de traction) radialement vers l'extérieur. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le dispositif est formé par un ressort spiral de traction, qui s'étend dans le sens périphérique, les masses à effet centrifuge présentant des évidements, dans lesquels pénètrent les sections du ressort spiral de traction. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, les masses à effet centrifuge possédant les mâchoires de frein/surfaces de freinage sont disposées à des intervalles angulaires réguliers sur le pourtour de la roue-étoile et sont reliées entre elles au moyen du ressort spiral de traction s'étendant à peu près dans le sens périphérique. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la surface de frottement est formée sur un support de palier intermédiaire du dispositif de lancement. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la surface de frottement forme le pourtour intérieur d'une collerette disposé sur le support du palier intermédiaire. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la collerette est formée par une douille d'acier montée à la presse sur un appendice du support du palier intermédiaire. Dessins L'invention va être expliquée plus en détail dans la suite à partir des figures: la figure 1 est une coupe longitudinale à travers une partie d'un dispositif de lancement. la figure 2 est un dispositif de freinage du dispositif de lancement montré à la figure 1. la figure 3 est un autre mode de réalisation d'un dispositif de freinage et, la figure 4 est une vue de détail d'une zone présentant le dispositif de freinage montré à la figure 1. Description de l'exemple de réalisation La figure 1 représente une coupe d'un dispositif de lancement 1, dans lequel en particulier sont représentées des pièces d'un moteur de démarrage 2 et de l'induit 3 correspondant avec l'arbre d'induit 4 ainsi qu'une roue-étoile à course libre 5 associée à l'arbre d'induit 4 et un pignon 6 entraîné par la roue-étoile à course libre 5 On a indiqué en outre une couronne dentée 7 d'un moteur à combustion interne non représenté, le moteur à combustion interne démarrant lors d'un processus d'engagement du pignon 6 dans la couronne dentée 7 Pour cet engagement, le pignon est translaté axialement au moyen d'un levier d'actionnement 8, le levier d'actionnement 8 étant actionné par un relais d'embrayage non représenté. En détail, le dispositif de lancement 1 présente un support de palier intermédiaire 9, qui porte un palier 10 pour l'arbre d'induit 4 Un disque de lancement 24 est disposé de façon adjacente au support 9 de palier intermédiaire, disque qui met rapidement au repos l'induit après le débranchement du relais d'embrayage après un processus de démarrage ou après la répétition d'un processus de démarrage Ceci se produit de préférence grâce au fait qu'un ressort de rappel non représenté comprime par l'intermédiaire du levier d'actionnement 8, le disque de lancement 24 contre le support de palier intermédiaire 9, de telle sorte que la vitesse de rotation de l'induit soit abaissée par freinage Au moyen d'un autre disque de lancement 11, l'induit 3 repose sur l'autre côté du support de palier intermédiaire 9. Selon l'invention, le dispositif de lancement 1 est pourvu d'un dispositif mécanique de freinage 12 qui dépend de la vitesse de rotation Le dispositif de freinage 12 est constitué comme un dispositif de freinage à force centrifuge 13 Il présente une roue-étoile 14 disposée de façon solidaire sur l'arbre d'induit 4, roue qui selon les figures 3 et 4 possède des chambres 15 ouvertes sur les bords Entre les différentes chambres 15 sont prévues des entretoises 16, qui s'étendent radialement et contribuent à donner la forme d'une étoile à la roue-étoile 14 De préférence, les chambres 15 sont disposées à des intervalles angulaires réguliers sur le pourtour de la roue-étoile 14. Dans l'exemple de réalisation à la figure 2, il y a par exemple six chambres 15 et dans l'exemple de réalisation à la figure 3, il est prévu trois chambres Dans les chambres 15 se trouvent des masses à effet centrifuge 17 Les masses sont constituées en forme de secteurs annulaires et présentent sur leurs côtés extérieurs des faces de freinage 18 Les faces de freinage 18 forment à peu prés un contour circulaire avec les faces frontales des entretoises 16 Ce contour circulaire fait vis-à-vis à une surface de frottement 19 qui est constituée sur un corps de frottement 20, le corps de frottement 20 étant formé par une collerette 25 sur le support 9 de palier intermédiaire La surface de frottement 19 est constitué comme une surface cylindrique intérieure sur la collerette 25 du support 9 de palier intermédiaire. Les masses à effet centrifuge 17 et aussi les entretoises 16 sont pourvues d'évidements 21, les différents évidements 21 de pièces voisines passant les unes dans les autres et l'ensemble du dispositif des évidements 21 formant une rainure annulaire 22 représentée à la figure 4 Dans cette rainure annulaire 22 pénètre un ressort spiral de traction 23 ayant une forme circulaire Grâce au ressort spiral de traction 23, les masses à effet centrifuge 17 sont attirées radialement au moyen de la force du ressort dans les chambres correspondantes 15. Les masses à effet centrifuge 17, qui du fait de leurs faces de freinage peuvent être aussi désignées comme mâchoires de freinage, ont alors une action de freinage eu égard à leur poids et leur disposition ainsi qu'en fonction de la force élastique du ressort spiral de traction 23 et de la vitesse de rotation de l'arbre d'induit 4, quand elles s'avancent lors du dépassement d'une vitesse de rotation maximale de l'induit 3 radialement vers l'extérieur en surmontant la force du ressort spiral de traction 23 - en dehors de leurs chambres 15 suffisamment loin pour venir en contact par leurs faces de freinage 18 avec les faces de frottement 19 et réduisent de cette façon la vitesse de rotation de l'induit. De préférence, le dispositif est conçu de telle façon que les masses à effet centrifuge 17 ne soient pas encore opérationnelle par exemple jusqu'à une vitesse de rotation de 11 000 tours par minute, donc ne viennent pas encore en contact avec la surface de frottement 19 Si la vitesse de rotation de l'induit s'élève au-dessus des 11 000 tours par minute mentionnés, ce qui par exemple peut arriver lors du dépassement de la vitesse de rotation du pignon par la vitesse de rotation du moteur à combustion interne 17 après la réussite du démarrage, les différentes masses à effet centrifuge 17 peuvent alors appuyer encore plus fortement vers l'extérieur du fait de la force centrifuge croissante et freiner en conséquence l'induit 3 par leur appui sur la surface de frottement 19 Ce freinage suffit pour éviter l'élévation de la vitesse de rotation de l'induit par la friction qui se produit lors de la course libre 5 de la denture frontale Du fait du freinage, la vitesse de rotation tombe à nouveau en-dessous de la vitesse de rotation de ralenti, le ressort spiral de traction 23 tire alors en arrière les masses 17 à effet centrifuge dans leur position de repos représentée. A la figure 4, on peut voir que la collerette 25 sur le support 9 de palier intermédiaire est, en alternative à la figure 1, réalisé sous la forme d'une douille d'acier, qui est pressée sur un il appendice correspondant du support 9 de palier intermédiaire et forme sur le pourtour intérieur la surface de frottement 19 pour le dispositif de freinage 12. REVENDICATIONS ) Dispositif de lancement (démarreur) pour un moteur à combustion interne avec un démarreur électrique entraînant un pignon, avec une course libre et avec un dispositif de limitation pour éviter une vitesse de rotation excessivement élevée de l'induit du démarreur du fait des forces de frottement quand la vitesse de rotation du pignon est dépassée par la vitesse de rotation du moteur à combustion interne une fois que le démarrage a eu lieu, dispositif de lancement caractérisé par le fait que le dispositif de freinage ( 12) est constitué comme un dispositif de freinage à force centrifuge ( 13) de l'induit ( 3) agissant mécaniquement en fonction de la vitesse de rotation et en ce que l'effet de freinage du dispositif de freinage ( 12) entre en jeu quand une vitesse de rotation maximale pouvant être prédéfinie de l'induit ( 3) est dépassée. ) Dispositif de lancement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de freinage ( 12) présente des masses à effet centrifuge ( 17) qui du fait de leur position en fonction de la vitesse de rotation actionnent un frein, dont l'effet de freinage s'accroit avec l'augmentation de la vitesse de rotation. ) Dispositif de lancement selon la revendication 2, caractérisé en ce que des masses ( 17) à effet centrifuge tournant avec l'induit ( 3) sont montées de façon à pouvoir coulisser, elles se déplacent radialement vers l'extérieur par rapport à l'axe de rotation ( 3) de l'induit lorsque la vitesse de rotation de l'induit a atteint sa valeur maximale pouvant être prédéfinie, en raison de l'augmentation de l'effet centrifuge. 40) Dispositif de lancement selon la revendication 2, caractérisé en ce que les masses à effet centrifuge ( 17) présentent des mâchoires de frein/surfaces de freinage ( 18), qui coopèrent avec une surface de frottement ( 19) immobile. 50) Dispositif de lancement selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les masses à effet centrifuge ( 17) forment des mâchoires de frein. ) Dispositif de lancement selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la surface de frottement ( 19) est constitué comme une surface cylindrique intérieure d'un corps de freinage ( 20) immobile. ) Dispositif de lancement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'une roue à étoiles disposée de façon solidaire sur l'arbre d'induit ( 4), présente des masses ( 17) à effet centrifuge possédant des mâchoires de frein/surfaces de freinage ( 18) dans des chambres ( 15) ouvertes sur les bords. ) Dispositif de lancement selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce qu'un dispositif de ressort (ressort spiral de traction 23) est associé aux masses ( 17) à effet centrifuge, de telle façon que les masses à effet centrifuge ( 17) peuvent être déplacées à l'encontre de la force du dispositif à ressort (ressort spiral de traction 23) radialement vers l'extérieur. ) Dispositif de lancement selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif à ressort est formé par un ressort spiral de traction ( 23), qui s'étend dans le sens périphérique, les masses ( 17) à effet centrifuge présentent des évidements ( 21), dans lesquels pénètrent les sections du ressort spirale de traction. ) Dispositif de lancement selon la revendication 9, caractérisé en ce que les masses ( 17) à effet centrifuge possédant les mâchoires de frein surface de freinage ( 18) sont disposées à des intervalles angulaires réguliers sur le pourtour de la roue-étoile ( 14) et sont reliées entre elles au moyen du ressort spiral de traction ( 23) s'étendant à peu près dans le sens périphérique. ) Dispositif de lancement selon la revendication 3, caractérisé en ce que la surface de frottement ( 19) est formée sur un support ( 9) de palier intermédiaire du dispositif de lancement ( 1). ) Dispositif de lancement selon la revendication 11, caractérisé en ce que la surface de frottement ( 19) forme le pourtour intérieur d'une collerette ( 25) disposé sur le support ( 9) du palier intermédiaire. ) Dispositif de lancement selon la revendication 12, caractérisé en ce que la collerette ( 25) est formé par une douille d'acier montée à la presse sur un appendice du support ( 9) du palier intermédiaire.