Brevet FR2701064A1 — publié le 19940805

"Dispositif de démarrage pour moteurs à combustion interne" Etat de la technique L'invention concerne un dispositif de démar- rage pour moteurs à combustion interne avec un moteur d'entraînement en rotation, dont l'arbre d'entraîne- ment est relié par l'intermédiaire d'un couplage à roue libre avec un pignon à voie unique pouvant coulisser axialement qui engrène par une seule voie1 O dans une couronne dentée du moteur à combustion interne et qui amortit par un accumulateur à ressort intervenant en cas de rotation, en particulier dans le sens de l'entraînement dans la ligne d'entraînement entre le pignon à voie unique et l'arbre d'entraîne-15 ment du moteur d'entraînement en rotation les à-coups du couple de rotation entre le pignon à voie unique et l'arbre d'entraînement. Pour amortir les à-coups de compression et de décompression dans la ligne d'entraînement des dispositifs d'entraînement en rotation, nommés aussi démarreurs, pour moteurs à combustion interne il est connu selon le brevet US 4 561 316, de loger la roue creuse d'un engrenage planétaire utilisé comme transmission intermédiaire pour le moteur d'entraîne-25 ment en rotation au moyen d'organes d'amortissement sous forme de coussinets en caoutchouc sur le boîtier du démarreur Un couplage à roue libre a dans ce cas pour rôle d'assurer le désaccouplement mécanique du moteur du démarreur par rapport au moteur à combustion quand celui-ci se met à tourner et à accélérer au-delà de la vitesse de rotation du démarreur Un effet secondaire indésirable dans ce qu'on appelle la phase d'emballement lors de laquelle le moteur à combustion est mis en rotation par le dispositif d'entraînement en rotation sans que l'on ait des combustions qui provoquent une accélération, est l'ouverture et la fermeture périodique du couplage à roue libre du fait des couples d'amortissement pneumatique du moteur à combustion interne dus au mouvement des pistons dans les cylindres du moteur Cette ouverture et cette fermeture périodique du couplage à roue libre est fonction de valeurs des moments d'inertie du démarreur et du moteur à combustion interne converties sur l'arbre du pignon ainsi que du couple d'entraînement du démarreur et du couple résistant sur l'arbre de vilebrequin du moteur Fondamentalement dans le cas de démarrages avec une transmission intermédiaire la phase d'ouverture pour le couplage à roue libre est plus grand que dans le cas des démarreurs sans transmission intermédiaire du fait du moment d'inertie du démarreur qui est accru par celle-ci On a aussi une phase d'ouverture accrue dans le cas de températures assez élevées, car le couple de friction de l'arbre de vilebrequin décroît tandis que le couple d'amortissement pneumatique du moteur à combustion augmente. Comme il se produit sur l'ensemble de la ligne d'entraînement du démarreur dans le cas o l'on a un pignon qui engrène à une voie un jeu de rotation, on doit s'attendre après chaque changement de la charge lors de la fermeture du couplage à roue libre à un passage de ce jeu et ensuite à des sollicitations par à-coup sur les flancs des dents du pignon d'entraînement en rotation Ces à- coups sur les flancs des dents sont fonction des moments d'inertie convertis du démarreur et de l'arbre du vilebrequin, du jeu primitif tout entier, de la rigidité de la ligne d'entraînement-démarreur, des vitesses angulai- res différentielles entre la couronne dentée du moteur à combustion interne et le pignon d'entraînement en rotation ainsi que des couples d'entraînement et couples résistants agissent alors sur le pignon. Le soutien élastique connu de la roue creuse sur le boîtier du démarreur par des coussinets en caoutchouc ou avec un corps en caoutchouc de forme polygonale inséré entre la roue à denture intérieure et la paroi du carter selon le document EP O 375 396 Al est insuffisant du moins dans le cas de dispositif d'entraînement en rotation de taille moyenne et assez grande, car un caoutchouc amortisseur de ce type présente une courbe caractéristique fortement progressive et en conséquence devient beaucoup trop dur dans le cas d'un trajet de déformation minimal. Une chose analogue vaut aussi pour le dispositif d'entraînement en rotation connu par le brevet US 127 279, dans lequel pour amortir les à-coups de couple survenant sur la ligne d'entraînement lors du processus d'entraînement en rotation l'arbre de sortie, relié au pignon, de la transmission est relié à une couronne de train planétaire de transmission par l'intermédiaire d'un élément de liaison élastique en caoutchouc ou analogue En outre dans le cas de dispositifs d'entraînement en rotation de taille moyenne et assez grande l'élément amortisseur serait détruit au cours du temps par les sollicitations très élevées à cet endroit dues aux à-coups Des dispositifs d'entraînement en rotation de plus grande puissance sont en conséquence équipés de façon prépondérante sans transmission intermédiaire à cause des charges d'à-coups trop élevés Dans ce cas il faut alors utiliser un moteur de démarreur de construction grande et chère en conséquence et le couplage à roue libre réagissant par pulsations doit encaisser les charges d'à-coups, ce qui en outre produit un fort développement de bruit. L'invention a pour but d'amortir de façon efficace les à-coups et les pointes de couples résistants qui surviennent sous la forme de moments angulaires pendant le processus d'entraînement en rotation, en particulier dans la phase d'emballement lors de la fermeture du couplage à roue libre, pour réduire aussi dans le cas des dispositifs d'entraîne- ment en rotation de plus grande puissance l'usure, les pertes mécaniques de puissance, la formation du bruit et la fréquence propre de la ligne d'entraînement. L'invention est caractérisée en ce que l'accumulateur à ressort est disposé avec un couple de rotation de précontrainte opérationnel dans le sens de l'entraînement sur la ligne d'entraînement qui atteint 15 à 50 % du couple de court-circuit du moteur d'entraînement en rotation par rapport à la rotation du pignon et en ce que le rapport de la rigidité en torsion de la ligne d'entraînement allant du moteur d'entraînement en rotation jusqu'au pignon d'engrène- ment à voie unique du dispositif de démarrage correspond à au moins un facteur 4 sans accumulateur à ressort et sur le couple de court- circuit par rapport à la rigidité en torsion opérationnelle sur le pignon d'engrènement à voie unique de l'accumulateur à ressorts. Avantages de l'invention Avec l'accumulateur à ressort selon l'inven- tion dans la ligne d'entraînement du dispositif d'entraînement en rotation on arrive aussi à réduire les sollicitations dues aux à- coups qui se produisent même dans le cas de dispositifs d'entraînement en rotation de plus grande puissance, en particulier les couples de rotation de pointe lors de la fermeture du couplage à roue libre dans la phase d'emballement De cette façon on peut utiliser aussi pour des dispositifs d'entraînement en rotation de plus grande puissance des transmissions intermédiaires avec de grandes démultiplications Ceci signifie que la grandeur hors tout du dispositif d'entraînement en rotation peut être réduite à puissance égale par l'augmentation de la vitesse de rotation du moteur d'entraînement en rotation On réduit aussi drastique- ment en utilisant des ressorts précontraints la tendance de la ligne d'entraînement de démarrage à vibrer, ce qui réduit de façon significative le trajet élastique par rapport à un accumulateur à ressorts sous précontrainte De cette façon on peut utiliser, à la place des coussinets connus en caoutchouc comme éléments d'amortissement, le cas échéant avec les mêmes dimensions de carter, l'accumulateur à ressort linéaire sensiblement plus efficace selon la présente invention Un autre avantage essentiel réside dans une réduction significative de la fréquence propre de la ligne d'entraînement de démarrage par l'accumulateur à ressorts selon l'invention et l'amortissement que l'on obtient de cette façon des à-coups et du bruit En outre il est avantageux de pouvoir alors diminuer l'usure causée par de durs moments angulaires sur le couplage à roue libre et sur les dents des engrenages. Comme autre avantage considérable du dispo- sitif de démarrage selon l'invention et grâce à la croissance fortement ralentie du moment angulaire lors des à-coups amortis par l'intermédiaire du filetage raide sur la ligne d'entraînement, on trouve une composante axiale réduite qui permet de diminuer sensiblement l'angle de filetage rapide et de cette façon de faciliter le processus d'engrènement à une voie dans le cas de frottement élevé, par exemple dans le cas de coussinet de pignon empâté En outre un angle de filetage raide plus petit a l'avantage que dans la phase d'emballement il se produit un désengrenage réduit et de cette façon en cas d'adhé- rence lors de la fermeture du couplage à roue libre un à-coup axial plus faible, ce qui a aussi pour conséquence une réduction sensible du bruit. Les configurations et développements avanta- geux du dispositif de démarrage pour moteurs à combustion interne sont obtenus grâce au fait que la fréquence propre des vibrations dues à la torsion de la ligne d'entraînement provient de la rigidité en torsion de l'accumulateur à ressort inférieur à la moitié de la fréquence propre sans accumulateur à ressort. La ligne d'entraînement du dispositif d'entraînement contient une transmission intermédiaire montée en amont du couplage à roue libre, l'accumula- teur à ressort venant en prise sur la transmission intermédiaire et/ou sur le couplage à roue libre. L'accumulateur à ressort est disposé sur la transmission intermédiaire de la ligne d'entraînement. L'accumulateur à ressort est disposé entre une roue creuse d'un engrenage plantaire constituant une transmission intermédiaire et une partie du boîtier du dispositif de démarrage. L'accumulateur à ressort consiste en plu- sieurs éléments de ressort venant en prise répartis sur le pourtour de la roue creuse, éléments qui s'appuient sur la partie fixe du boîtier. Les éléments à ressort compriment la roue à denture intérieure par au moins une saillie constituée dessus en assurant une précontrainte, en sens opposé du sens d'entraînement du dispositif de démarrage contre au moins une butée solidaire du boîtier. Les saillies sur la roue creuse sont orientées radialement vers l'extérieur et les éléments à ressort sont disposés sur le pourtour extérieur de la roue à denture intérieure. Les éléments à ressort sont des ressorts à boudin de compression précontraints. Les éléments à ressort sont des ressorts à lames précontraints, recourbés en forme de méandres. Les ressorts à lames sont constitués comme des ressorts de compression précontraints, dont les extrémités en forme d'agrafes sont accrochées sur des saillies montées sur la couronne de train planétaire et sur la partie du boîtier. Les ressorts à lames sont fixés aux deux extrémités sur la partie du boîtier et sont accrochés dans la zone du milieu respectivement sur une saillie d'encliquetage sur la roue creuse, la roue creuse reposant à partir de la position neutre des ressorts à lames en étant tournée dans le sens de l'entraînement sur une butée solidaire du boîtier sous une précon- trainte. L'accumulateur à ressort est formé à partir d'un paquet de ressorts à lamelles dans le cas duquel plusieurs lamelles de ressorts empilées en couches les unes à côté des autres viennent en prise par les extrémités des ressorts à lamelles estampés librement sur leur pourtour avec les extrémités des ressorts à lamelles voisins par l'intermédiaire de moyens d'encliquetage. Les lamelles de ressort du paquet de res- sorts à lamelles sont disposées avec un perçage intérieur de passage concentriquement à la transmis- sion intermédiaire, l'une des lamelles terminales venant en prise sur la roue creuse et l'autre lamelle terminale venant en prise sur la partie du boîtier. Les extrémités des ressorts à lamelles sont recourbées alternativement de l'un ou l'autre côté de telle sorte que les ressorts à lamelles se trouvant les uns à côté des autres viennent en prise par leurs extrémités en forme de crochet les uns dans les autres. Les extrémités des ressorts à lamelles sont pourvues alternativement d'un bouton et d'un trou d'entraînement correspondant, de telle sorte que les ressorts à lamelles se trouvant les uns à côté des autres viennent en prise les uns dans les autres par leurs extrémités. Le paquet de ressorts à lamelles est précon- traint en faisant tourner les lamelles terminales dans le sens de l'entraînement lors de la mise en place de la roue à denture intérieure sur une butée solidaire du boîtier. On dispose comme accumulateur à ressorts plusieurs éléments de ressorts répartis sur le pourtour entre une cage de transmission planétaire et l'arbre de sortie de la transmission intermédiaire. Comme accumulateur à ressorts on dispose plusieurs éléments à ressort répartis sur le pourtour entre un moyeu du couplage à roue libre et le pignon d'engrènement à voie unique. L'accumulateur à ressort est pourvu d'une butée comme protection contre les surcharges. C'est ainsi qu'il est particulièrement avantageux que la ligne d'entraînement du dispositif de démarrage entre le moteur d'entraînement en rota- tion et le couplage à roue libre contienne une transmission intermédiaire de telle sorte que les éléments élastiques de l'accumulateur à ressorts puissent venir en prise sur la transmission intermé- diaire et/ou sur le couplage à roue libre Pour amortir le bruit et réduire l'usure il est particuliè- rement avantageux de diminuer la fréquence propre des vibrations dues à la torsion de la ligne d'entraîne- ment par la rigidité de l'accumulateur à ressorts à moins de la moitié de la fréquence propre sans accumulateur à ressorts. On obtient une disposition particulièrement favorable de l'accumulateur à ressorts quand celui-ci vient en prise sur la transmission intermédiaire de la ligne d'entraînement, en particulier sur le rayon le plus grand de la transmission intermédiaire, car à cet endroit la charge due aux à-coups de l'accumulateur à ressorts précontraint est la plus faible Dans ce cas il est particulièrement avantageux de monter l'accu- mulateur à ressort entre une roue creuse d'un engrenage planétaire comme transmission intermédiaire et une partie fixe du boîtier du dispositif de démar- rage A cet endroit on dispose aussi d'un espace suffisant pour constituer l'accumulateur à ressorts en plusieurs éléments élastiques venant en prise de façon répartie sur la pourtour de la roue creuse, éléments qui s'appuient respectivement sur la partie fixe du boîtier De cette façon on répartit régulièrement l'énergie sur les différents éléments élastiques dont les dimensions peuvent être conçues en fonction du grand rayon pour des forces élastiques plus petites et des trajets élastiques plus grands Dessins On a représenté sur les dessins plusieurs exemples de réalisation de l'invention et on va les expliquer plus en détail dans la description qui va suivre. La figure 1 montre un dispositif de démar- rage en coupe longitudinale et à une échelle réduite avec un accumulateur à ressorts selon l'invention et un engrenage planétaire. La figure 2 montre l'engrenage planétaire à partir de la figure 1 avec trois accumulateurs à ressorts montés précontraints entre le boîtier et la roue à denture intérieure de la couronne du train planétaire. La figure 3 est un diagramme de l'évolu- tion dans le temps de la vitesse de rotation sur le couplage à force centrifuge, correspondant aux réali- sations utilisées jusqu'ici selon a) et à la réalisation d'après l'invention selon b). La figure 4 montre un diagramme de la rigidité de la ligne d'entraînement de démarrage avec l'angle de torsion de la ligne d'entraînement en fonction du couple de rotation exercé sur le pignon d'entraînement en rotation. La figure 5 montre comme autre exemple de réalisation une roue à denture intérieure d'une couronne de train planétaire logée dans le boîtier servant d'accumulateur à ressorts au moyen de ressorts à lames recourbés en forme de méandres. La figure 6 montre un ressort à lamelles recourbé en forme de méandres servant de ressort de traction et de compression pour le blocage solidaire du boîtier des deux côtés de la roue à denture intérieure de la couronne de train planétaire. La figure 7 montre deux ressorts à lames montés en précontrainte entre la roue à denture intérieure de la couronne de train planétaire et le boîtier selon la figure 6. La figure 8 montre un dispositif de démarrage en coupe longitudinale avec un paquet de ressorts à lamelles comme autre exemple de réalisation de l'accumulateur à ressort selon l'invention. La figure 9 montre en coupe transversal une lamelle de ressort avec crochet et La figure 10 est la coupe transversale selon X-X à la figure 9 avec deux lamelles de ressort venant en prise l'une dans l'autre. La figure 11 montre une partie d'une lamelle de ressort avec un trou ou une empreinte aux extrémités des languettes de ressort et La figure 12 est une coupe transversale de deux lamelles selon XII-XII de la figure 11. La figure 13 montre un détail de la ligne d'entraînement d'un démarreur selon l'invention avec transmission intermédiaire. La figure 14 montre trois ressorts servant d'accumulateur à ressorts entre la cage de transmis- sion planétaire et l'arbre de sortie de la transmis- sion intermédiaire de la figure 13 en tant qu'autre exemple de réalisation. La figure 15 montre un exemple de réalisa- tion avec un accumulateur à ressort entre le moyeu à roue libre et le pignon en partie en coupe longitudi- nale et La figure 16 montre le couplage à roue libre de la figure 15 en vue de devant avec un arrachement. Description des exemples de réalisation La figure 1 montre un dispositif de démarrage désigné par la référence 10 pour des moteurs à combustion interne sensiblement en coupe longitu- dinale Elle contient un moteur à courant continu comme moteur d'entraînement en rotation ou de démar- rage 11, dont l'induit 12 vient en prise par l'intermédiaire de son arbre 13 avec une transmission intermédiaire 14 constituée par un engrenage plané- taire Une roue à denture intérieure de la couronne de train planétaire 15 de la transmission intermédiaire 14 est logée dans le boîtier 16 du dispositif de démarrage 10 et la cage de transmission planétaire 17 est reliée de façon solidaire à un arbre de sortie 18 de la transmission intermédiaire 14 Au moyen d'un filetage rapide non représenté l'arbre de sorte 18 est en liaison opérationnelle d'une manière connue en soi avec un entraîneur 19 d'un couplage à roue libre 20, le couplage à roue libre 20 étant relié solidairement par son moyeu 21 à un pignon d'engrènement à une voie 22 Pour le processus de démarrage d'un moteur à combustion interne le pignon d'engrènement à une voie 22 est poussé en avant par un relais d'enclenchement 23 au moyen d'un levier d'embrayage 24 dans le sens de l'axe, le pignon 22 était mis en rotation au moyen du couplage à roue libre 20 et de l'entraîneur 19 par le filetage raide et engrenant dans une couronne dentée 25 du moteur à combustion interne Le levier d'embrayage 24 vient dans ce cas en prise par son extrémité intérieure sur une bague de guidage 26, qui s'appuie par l'intermédiaire d'un ressort 27 contre le boîtier du couplage à roue libre 20 L'ensemble des pièces qui tournent allant du pignon 22 à l'induit 12 de moteur d'entraînement en rotation forment une ligne d'entraînement de démarreur 100 avec un moment d'inertie prédéfini par la masse des pièces tournan- tes Cette ligne d'entraînement 100 coopère pendant le processus de démarrage par l'intermédiaire de la couronne dentée 25 avec un moteur à combustion interne, dont les masses en rotation ont également un moment d'inertie, qui est sensiblement plus petit en général dans le cas du démarreur à transmission intermédiaire que celui de la ligne d'entraînement du démarreur. Pendant le processus de démarrage, il se produit des à-coups du fait des accélérations ou des vitesses périphériques différentes entre le pignon 22 et l'arbre d'entraînement 18, qui sollicitent plus ou moins fortement de façon mécanique et dynamique les pièces dans la ligne d'entraînement du dispositif de démarrage 10 en fonction de la raideur des flancs des dents sur lesquels se produisent les à-coups et du couple de rotation maximal d'à-coup. Ceci est en particulier le cas dans ce qu'on appelle la phase d'emballement quand après l'ouverture du couplage à roue libre 20 en cas de dépassement du dispositif de démarrage de couplage à roue libre s'ouvre et se ferme plusieurs fois à bref délai l'une derrière l'autre, avant que le moteur à combustion interne ne soit mis de nouveau en rotation par le dispositif de démarrage dans ce qu'on appelle une phase de compression. Pour amortir les variations du couple de rotation et les variations de charge qui génèrent des à-coups ainsi que le bruit qu'elles causent on dispose sur la ligne d'entraînement 100 entre le pignon à voie unique 22 et l'arbre d'entraînement 13 du moteur d'entraînement en rotation 11 un accumulateur à ressorts 28 L'accumulateur à ressort 28 est ici disposé sur la transmission intermédiaire 14 de la ligne d'entraînement qui est montée entre la roue à denture intérieure 15 de train planétaire et une pièce du boîtier 16 prévue comme palier intermédiaire 29 pour le train planétaire. Sur la figure 2 on peut voir que l'accumula- teur à ressorts 28 consiste en plusieurs éléments élastiques 30 venant en prise de façon répartie sur le pourtour de la roue à denture intérieure 15, éléments qui s'appuient d'une part sur la partie fixe du boîtier 29 et d'autre part la roue 15 s'appuie sur une saillie 31 orientée radialement vers l'extérieur avec une précontrainte Pv en sens opposé au couple d'entraînement du moteur d'entraînement en rotation 11 contre respectivement une butée de carter 32 Au moyen des flèches de direction dessinées sur le train planétaire on peut voir que le moteur d'entraînement en rotation 11 vient en prise par sa denture à l'extrémité de l'arbre d'entraînement 13 dans trois roues planétaires 33 avec sens de rotation à droite, roues qui tournent avec un sens de rotation à gauche sur des tourillons 34 de la cage de transmission planétaire 17 et ce faisant transmettent le couple d'entraînement dans le sens de rotation à gauche à la roue à denture intérieure 15 Les roues planétaires 33 roulent sur la roue à denture intérieure 15 et entraînent de cette façon en rotation la cage de transmission planétaire 17 vers la droite Comme la cage de transmission planétaire 17 est reliée par l'intermédiaire du couplage à roue libre 20 au pignon à une voie 22, il s'agit ici d'un dispositif de démarrage 10 tournant à droite. Dans l'exemple de réalisation selon la figure 2 les éléments élastiques 30 sont réalisés par des ressorts de compression hélicoïdaux précontraints En outre on peut voir à partir de la figure 2 que la roue 15 des satellites de la transmission intermé- diaire 14 peut tourner lorsque se produisent des à- coups dans le sens d'entraînement,, à l'encontre de la force des ressorts hélicoïdaux 35, d'un angle 3 d'environ 10 à 15 , avant qu'une autre butée 36, formée sur le pourtour de la roue 15 ne vienne buter comme protection en cas de surcharge de l'accumula- teur à ressorts 28 sur un épaulement 37 du palier intermédiaire 29. A l'aide des figures 3 et 4 on va expliquer maintenant plus en détail le mode d'action et le dimensionnement de l'accumulateur à ressort 28 en liaison avec le dispositif de démarrage 10 Le dispositif de démarrage a dans l'exemple de réalisation un moteur d'entraînement en rotation 11 d'une puissance d'1,4 k W Le couple de rotation de court-circuit Mk agissant sur le pignon 22 par exemple lors d'un essai de mise en route du moteur à combustion interne avec une grande vitesse embrayée - atteint sur le pignon d'attaque 20 Nm (newton/mètre). La rigidité à la torsion des ressorts Cst O de la ligne d'entraînement 100 du dispositif de démarrage 10 atteint sans accumulateur à ressorts 28 environ 700 Nm (newton/mètre) rad du coté du pignon. La figure 3 montre l'évolution de la vitesse de rotation du pignon n R sous forme d'une ligne en trait plein et de la vitesse de rotation n F, sur l'entraîneur 19 du couplage à roue libre 20 sous forme d'une ligne en tirets Sur l'axe des temps t on a représenté en a: l'évolution de la vitesse de rotation du dispositif de démarrage 10, telle qu'elle se produit sans l'accumulateur à ressorts 28 selon l'invention A cet endroit on peut voir qu'au début de la phase de décompression dans un cylindre du moteur à combustion interne le pignon 22 entraîné par la couronne dentée 25 ouvre le couplage à roue libre 20, alors qu'on dépasse la vitesse de rotation n Fl pour le moteur d'entraînement 11 Avec la phase de compression suivante la vitesse de rotation du pignon n R tombe alors en-dessous de la vitesse de rotation n Fl, de telle sorte qu'alors le couplage à roue libre 20 après rattrapage de tout le jeu du dispositif de démarrage 10 se ferme avec un à-coup Ensuite il se produit alors plusieurs oscillations bruyantes par le pignon à la vitesse de rotation n R, le couplage à roue libre 20 s'ouvrant en partie et se fermant brièvement. Au moyen de l'accumulateur à ressort 28 on a produit une oscillation de forme presque sinusoïdale avec une onde directe nettement réduite, de telle sorte que l'à-coup lors de la fermeture du couplage à roue libre 20 au temps tx est sensiblement amortie, et que l'ouverture répétée du couplage est réduite Dans le cas b) on peut voir sur l'axe des temps t ce processus, comme l'augmentation de la vitesse de rotation du pignon n R lors de la fermeture du couplage à roue libre 20 est sensiblement plus faible au temps tx, il se produit un moment d'à-coup réduit en conséquence. On obtient cette évolution grâce au fait que l'accumulateur à ressorts 28 est disposé avec un couple de précontrainte agissant dans le sens d'entraînement Mv entre le pignon 22 et de l'arbre d'entraînement 13 du moteur d'entraînement en rota- tion, qui atteint du côté du pignon entre 15 et 50 % du couple de rotation de court-circuit Mk du moteur d'entraînement en rotation 11 par rapport à la rotation de l'arbre du pignon En outre du côté du pignon le rapport de la rigidité en torsion CF de l'accumulateur à ressorts 28 rapporté au couple de rotation de court circuit Mk soit formée par rapport à la rigidité en torsion Csto de la ligne d'entraînement , constituée depuis le pignon 22 jusqu'au moteur d'entraînement en rotation 11, du dispositif de démarrage 10 dans le cas o l'accumulateur à ressorts 28 n'est pas opérationnel un facteur F> 4, de préféren-ce supérieur à 10. Sur la figure 4 on a représenté pour cela l'angle de torsion, mesuré sur l'arbre du pignon, R de la ligne d'entraînement 100 du dispositif d'entraîne- ment en rotation 10 en fonction du couple de rotation MR agissants sur le pignon 22 La croissance de la courbe représentée en tirets Csto montre la rigidité en torsion de la ligne d'entraînement du dispositif de démarrage 10 sans accumulateur à ressorts dans le sens d'entraînement Les deux premiers degrés angulaires de torsion du pignon sont parcourus par les différents processus non linéaires existant entre la couronne dentée 25 et l'arbre d'entraînement 13 Sans accumula- teur à ressorts 28 une croissance linéaire suit alors avec un couple de rotation croissant la courbe en tirets, qui reproduit la rigidité en torsion effective de la ligne d'entraînement du démarreur Dans la zone supérieure de la courbe en tirets le couplage à roue libre 20 fléchit enfin, ce qui amène la courbe à croître de façon raide, jusqu'à ce qu'elle s'emballe finalement lors d'un couple de rotation maximal Mmax. Pour obtenir des valeurs reproductibles on part lors de la détection de la rigidité en torsion Csto de la ligne d'entraînement 100 du couple de rotation de court circuit Mk du dispositif de démarrage 10, car dans cette zone (dans la branche rectiligne) de la courbe caractéristique en tirets la rigidité en torsion Csto de la ligne d'entraînement a une valeur définie qui reste constante, qui atteint dans le cas de l'exemple de réalisation 700 Nm/rad La pente raide de la courbe CF en traits et points reproduit la rigidité en torsion de l'accumulateur à ressorts 28 rapportée au pignon 22 Le couple de rotation de précontrainte M, de l'accumulateur à ressort 28 atteint mesuré sur le pignon, 7 Nm, ce sont dans le cas de l'exemple 35 % du couple de rotation de court- circuit Mk de 20 Nm L'accumulateur à ressorts 28 agira en conséquence seulement en cas de dépassement de cette valeur Sa rigidité en torsion atteint CF = Nm/rad On obtient à partir du rapport de la rigidité en torsion de la ligne d'entraînement 100 sur la rigidité en torsion de l'accumulateur à ressorts 28 de cette façon dans le cas de l'exemple un facteur F = Csto/CF = 700/60 = 11,66 Il en résulte que dans le cas de processus normaux de démarrage, en particulier dans la phase d'emballement les à-coups qui se produisent alors à la fermeture du couplage à roue libre sont amortis par la rigidité en torsion plus faible de la réalisation avec l'accumulateur à ressorts 28 suffisamment pour qu'ils n'atteignent pas l'angle de torsion maximal, prédéfini par la butée 36, (PR qui correspond à une rotation du pignon d'environ 15 Cet angle de torsion qui peut être encaissé au maximum par l'accumulateur à ressorts 28 nécessite d'avoir sur le pignon un couple de rotation M Fmax d'environ 25 Nm, qui se trouve juste au- dessus du couple de rotation de court-circuit MR et qui n'est seulement dépassé que dans le cas de ce qu'on appelle des allumages en retour. La rigidité en torsion effective Cst de la ligne d'entraînement du démarreur 100 avec l'accumula- teur à ressorts 28, qui est représentée à la figure 4 par la courbe en trait plein, résulte de la superpo- sition de la rigidité en torsion CF de l'accumulateur à ressorts 28 et de la rigidité en torsion Csto de la ligne d'entraînement du démarreur sans accumulateur à ressorts Cette courbe montre que d'abord l'accumula- teur à ressorts 28 n'agit pas par sa précontrainte dans la zone allant jusqu'au couple MV, que dans la zone comprise entre M, et MB 1 la torsion du pignon 22 par l'accumulateur à ressort 28 et celle de la ligne d'entraînement s'additionne et que quand l'élément du couple de blocage MB 1, pour lequel la butée 36 s'appuie sur l'épaulement 39 du palier intermédiaire 29, la rigidité en torsion initiale de la ligne d'entraînement 100 du démarreur devient à nouveau active jusqu'à ce qu'enfin le couplage à roue libre 20 commence à s'emballer avec le couple de rotation qui continue à augmenter. L'efficacité de l'accumulateur à ressorts 28 est déterminée par la précontrainte respectivement choisie et par les constantes de rappel C Fe des éléments élastiques 30 utilisées pour l'accumulateur à ressorts 28 Dans le cas o l'on a trois éléments à ressort 30, selon la figure 2, il résulte de la précontrainte Pr = 77 N dans le cas d'une distance A = mm par rapport à l'axe 38, un couple de rotation de précontrainte Mv = 3 Pv x A = 7 Nm et de la constante de rappel C Fe = 22 N/m des éléments à ressort 30, il résulte pour l'accumulateur à ressorts 28 une rigidité en torsion CF = C Fe 3 A 2 z 6 O Nm/rad. Le couple de rotation de précontrainte M, de l'accumulateur à ressort 28 ne doit pas être plus petit que 15 % du couple de rotation de courtcircuit Mk, car sans cela le débattement nécessaire et l'angle de torsion pour encaisser les à-coups dans le sens du démarrage sont trop grands pour une construction compacte et les éléments élastiques peuvent alors entraîner dans certains cas des bruits propres causés par des vibrations Le couple de rotation de précontrainte M, ne doit pas non plus se trouver à plus de 50 % du couple de rotation de court circuit Mk, car sans cela l'accumulateur à ressorts 28 n'est que Peu sollicité par les à-coups survenant lors du processus normal de démarrage ou pas du tout sollicité et on perd de cette façon l'amortissement des à-coups. L'efficacité de l'accumulateur à ressort 28 est en outre perdue par une rigidité en torsion CF trop élevée Le facteur F pour le rapport de la rigidité en torsion de la ligne d'entraînement du démarreur prise en soit et de la rigidité en torsion de l'accumulateur à ressorts 28 doit en conséquence être choisi supérieur à 4 La fréquence propre f ost des vibrations torsionnelles de la ligne d'entraîne- ment 100 dépend de son moment d'inertie Jst (mesuré sur l'arbre du pignon) ainsi que de sa rigidité en torsion Csto selon l'équation fo Z u/2 x Cst/Jst (le moteur à combustion interne étant considéré comme rigide) Dans le cas o le moment d'inertie de la ligne d'entraînement du démarreur reste inchangé la fréquence propre fost, des vibrations torsionnelles de la ligne d'entraînement est réduite par l'accumulateur à ressorts 28 à moins de la moitié de la fréquence propre fost sans accumulateur à ressorts Elle atteint dans le cas de l'exemple: f st = f O CF/Csto 60/700 x f ost 0,29 fost. Cela signifie moins du tiers de la fréquence propre de la ligne d'entraînement sans accumulateur à ressorts 28. La figure 5 montre dans un autre exemple de réalisation pour rotation à gauche une transmission intermédiaire du dispositif de démarrage 10 constituée sous la forme d'un train planétaire, transmission dans le cas de laquelle l'accumulateur à ressort 28 est formé de deux éléments élastiques 30 se faisant diamétralement vis-à-vis Ces éléments élastiques 30 consistant en des ressorts à lames 40 en forme de méandres, qui sont montés comme des ressorts de pression précontraints constitués entre la roue à denture intérieure 15 et le palier intermédiaire 29. Les ressorts à lames 40 sont dans ce cas accrochés par leurs extrémités en forme d'agrafes respectivement sur une saillie d'encliquetage 41 sur le pourtour extérieur de la roue 15 et sur une autre saillie d'encliquetage 42 sur le palier intermédiaire 29 de telle façon qu'il puissent être opérationnels dans le sens de l'entraînement Du fait de la précontrainte des ressorts à lames 40 la roue 15 est pressée par les deux saillies d'encliquetage 41 respectivement contre une butée 43 sur le palier intermédiaire 29 Les deux ressorts à lames 40 forment dans ce cas l'accumulateur à ressorts, dont le couple de rotation de précontrain- te et la rigidité en torsion spécifique sur pignon à voie unique 22 sont déterminés par la force et la forme des ressorts à lames 40. Sur la figure 6 et sur la figure 7 on dispose comme autre exemple de réalisation de l'accu- mulateur à ressort 28 sur les zones périphériques se faisant vis-à-vis de la roue 15 respectivement comme. élément élastique 30 un ressort à lames 45 recourbé en forme de méandres, dont les extrémités sont accrochées sur respectivement une saillie 43 et une saillie 46 sur le palier intermédiaire 29 Dans la zone médiane le ressort à lames 45 est respectivement accroché sur la saillie d'encliquetage 41 sur le pourtour extérieur de la roue 15 Pour régler la précontrainte des ressorts à lames 45 on fait tourner la roue 15 à partir de la position neutre des ressorts à lames 45 dans le sens de l'entraînement d'un angle x et elle s'appuie respectivement sur la butée 43 du palier intermédiaire 29 De cette façon le ressort à lames 45 agit par sa zone 45 a qui se troue devant la butée 43 comme ressort de compression et par sa zone e qui se trouve derrière la butée 43 comme ressort de traction Selon la grandeur de l'angle de torsion dans la position de butée on peut régler la précontrainte du ressort à lames 45. Les figures 8 à 12 montrant d'autres exem- ples de réalisation du dispositif de démarrage selon l'invention 10 avec un accumulateur à ressorts 28 sur la ligne d'entraînement Dans ce cas on réalise l'accumulateur à lames 28 au moyen d'un paquet de ressorts à lamelles 50 connu en soi Sur la figure 8 on peut voir sur la représentation en coupe du dispositif de démarrage 10 que le paquet de ressorts à lamelles 50 est disposé devant la roue 15 sur une collerette 51 du palier intermédiaire 29 formant une partie du boîtier 16 et consiste en plusieurs lamelles de ressort 52 empilées en couches les unes à côté des autres. La figure 9 montre l'une des lamelles de ressort 52 qui est estampée à partir d'une tôle d'acier à ressort et présente deux perçages 53 situés en regard l'un de l'autre Aux extrémités des ressort à lamelles 54 estampées sur leur pourtour des deux côtés de chacun des perçages 53, on forme respecti- vement selon la figure 10 un moyen d'encliquetage 55, qui vient respectivement en prise avec les moyens d'encliquetage 95 de la lamelle voisine de ressort 52. A partir de la coupe, représentée sur la figure 10, des lamelles de ressort 52 selon la ligne X-X de la figure 9 on peut voir en outre que les extrémités 54 a des ressorts à lamelles 54 sont recourbées alternativement vers l'un ou l'autre côté en forme de crochet 54 a, de telle sorte que les ressorts 54 à lamelles qui se trouvent les uns à côté des autres viennent en prise les uns dans les autres par leurs extrémités Le paquet de ressorts à lamelles 50 disposé concentrique- ment à la transmission intermédiaire 14 est monté dans le dispositif de démarrage 10 de manière à être précontraint, si bien que selon la figure 8 la lamelle terminale droite 52 a vient s'encliqueter par les perçages 53 sur le téton 56 dans la roue 15 de la transmission intermédiaire 14 et que la lamelle terminale gauche 52 a vient s'encliqueter par ses perçages 53 sur les tétons correspondants 57 Au moyen des extrémités 54 a accrochées les unes aux autres la force de précontrainte Pv agit alors sur les ressorts à lamelles 54, les extrémités des ressorts à lamelles 54 se recourbant respectivement autour de leur axe de courbure Y sur la ligne Z en traits et points vers l'intérieur. Grâce à ce mode de réalisation des éléments élastiques 30 sous la forme de lamelles élastiques que l'on peut facilement estamper, on peut construire à partir des mêmes pièces un accumulateur à ressorts qui soit de construction courte dans le sens axial, les lamelles de ressort extérieures 52 a sont reliées pour transmettre les forces élastiques aux lamelles de ressort restantes 52 du dispositif par l'intermédiaire de moyens d'encliquetage 55 La transmission des forces sur les lamelles terminales 52 a par l'inter- médiaire des perçages 53 est particulièrement appro- priée, car les extrémités des ressorts à lamelles 54 bougent vers l'extérieur, quand la charge augmente, et il se produit de cette façon un frottement et éventuellement de l'usure dans le cas d'un enclique- tage des extrémités des ressorts à lamelles 54 a sur la roue 15 ou sur le palier intermédiaire 29 Le perçage de passage intérieur 58 des lamelles de ressort 52 présente une petite collerette 59, qui sert d'écarteur entre les différentes lamelles de ressort 52, c'est-à- 1 O dire qu'entre les lamelles de ressort 52 il ne se produit qu'un frottement minimal Pour raidir les extrémités 54 a des ressorts à lamelles on peut pourvoir celles-ci en plus d'un jonc 60. A la place des extrémités recourbées 54 a des ressorts à lamelles les figures 11 et 12 montrent une autre forme de réalisation du moyen d'encliquetage 55, alors qu'à cet endroit les extrémités 54 b sont pourvues alternativement d'une cheville 61 et d'un trou d'entraînement correspondant 62 A l'aide de ce moyen d'encliquetage 55 les extrémités 54 b de ressorts à lamelles voisins 54, qui se trouvent à coté l'une de l'autre dans le sens axial comme représenté à la figure 12 viennent en prise l'un dans l'autre au moyen de la cheville 61 et du trou d'entraînement 62. Dans ce cas on monte aussi sous précontrainte le paquet compact de ressorts à lamelles en faisant tourner les lamelles terminales dans le sens du couple de rotation d'entraînement entre le téton fixe 57 du palier intermédiaire 29 et le téton 56 de la roue 15. Ici aussi la roue repose en position précontrainte sur une butée solidaire du boîtier. Comme ces éléments élastiques sont centrés sur le perçage de passage intérieur 58 il y a lieu de bien monter un accumulateur à ressorts 28 avec de tels éléments élastiques 30 aussi pour des dispositifs tournants, par exemple entre la prise de sortie du train planétaire et le couplage à roue libre 20 ou entre le couplage 14 à roue libre 20 et le pignon 22. De problèmes de déséquilibre dus aux montages des masses par suite de l'usure sont dans ce cas largement exclus Comme aussi dans le cas des autres utilisations de l'accumulateur à ressorts 28 on est ici aussi assuré d'avoir une protection contre les surcharges grâce à une butée de torsion entre la roue 15 et le palier intermédiaire 29 solidaire du boîtier, comme ceci est représenté à la figure 2 par exemple. Un autre exemple de réalisation est représenté sur les figures 13 et 14, l'accumulateur à ressorts 28 venant en prise d'une part sur la transmission intermédiaire 14 et d'autre part sur l'arbre d'entraînement 18, qui coopère avec l'entraîneur 19 du couplage à roue libre 20 au moyen du filetage rapide 70 Ici aussi la transmission intermédiaire 14 forme un train planétaire, dont la cage de transmission 17 présente une ouverture centrale 71 pour recevoir l'arbre de sortie 18 A partir de la figure 14 on peut voir que cette ouverture centrale 71 présente trois évidements 72 répartis sur le pourtour, dans lesquels pénètre respectivement une nervure orientée radialement vers l'extérieur 73 de l'arbre de sortie En outre on monte dans ces évidements 72 des éléments élastiques 30 de l'accumulateur à ressorts 28 sous la forme de ressorts hélicoïdaux de compression 74, qui s'appuient avec précontrainte respectivement d'une part sur une nervure 73 et d'autre part sur un épaulement 75 des évidements 72. Les figures 15 et 16 montrent comme autre exemple de réalisation la partie antérieure de la ligne d'entraînement du dispositif de démarrage avec la bague de guidage 26, le ressort 27, l'entraîneur 19, le couplage à roue libre 20 et le pignon 22 A cet endroit l'accumulateur à ressorts 28 vient en prise d'une part sur le couplage à roue libre 20 et d'autre part sur le pignon 22 A partir de la figure 16 on peut voir qu'ici aussi sont disposés comme éléments élastiques 30 plusieurs ressorts hélicoïdaux de compression 80 répartis sur le pourtour entre le moyeu 21 du couplage à roue libre 20 et le pignon 22, sur lequel les ressorts hélicoïdaux de compression 80 sont montés de façon analogue à celle de la figure 4 respectivement sur une nervure dirigée radialement vers l'extérieur 81 sur le pignon 22 et un épaulement 82 dans respectivement un évidement 82 du moyeu 21 sous précontrainte. Les exemples de réalisation représentés sont respectivement prévus pour un dispositif de démarrage , qui a un sens de rotation déterminé L'accumula- teur à ressort 28 n'est de cette façon opérationnel que pour le sens d'entraînement du dispositif de démarrage. R E V E N D I C A T I O N S 1) Dispositif de démarrage pour moteur a combustion interne avec un moteur d'entraînement en rotation, dont l'arbre d'entraînement est relié par l'intermédiaire d'un couplage à roue libre avec un pignon à voie unique pouvant coulisser axialement qui engrène par une seule voie dans une couronne dentée du moteur à combustion interne et qui amortit par un accumulateur à ressort intervenant en cas de rotation, en particulier dans le sens de l'entraînement dans la ligne d'entraînement entre le pignon à voie unique et l'arbre d'entraînement du moteur d'entraînement en rotation les à-coups du couple de rotation entre le pignon à voie unique et l'arbre d'entraînement, caractérisé en ce que l'accumulateur à ressort ( 28) est disposé avec un couple de rotation de précontrain- te (Mv) opérationnel dans le sens de l'entraînement sur la ligne d'entraînement ( 100) qui atteint 15 à 50 % du couple de court-circuit Mk du moteur d'entraînement en rotation ( 11) par rapport à la rotation du pignon (YR) et en ce que le rapport de la rigidité en torsion (Csto) de la ligne d'entraînement ( 100) allant du moteur d'entraînement en rotation ( 11) jusqu'au pignon d'engrènement à voie unique ( 22) du dispositif de démarrage ( 10) correspond à au moins un facteur 4 sans accumulateur à ressort ( 28) et sur le couple court- circuit (Mk) par rapport à la rigidité en torsion (CF) opérationnelle sur le pignon d'engrènement à voie unique ( 22) de l'accumulateur à ressorts ( 28). 2) Dispositif de démarrage selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que la fréquence propre des vibrations dues à la torsion de la ligne d'entraînement ( 100) provient de la rigidité en torsion (CF) de l'accumulateur à ressort ( 28) infé- rieur à la moitié de la fréquence propre sans accumulateur à ressort ( 28). 3) Accumulateur à ressort selon la revendi- cation 1 ou 2, caractérisé en ce que la ligne d'entraînement ( 100) du dispositif d'entraînement ( 10) contient une transmission intermédiaire ( 14) montée en amont du couplage à roue libre ( 20), l'accumulateur à ressort ( 28) venant en prise sur la transmission intermédiaire ( 14) et/ou sur le couplage à roue libre ( 20) sous précontrainte. 4) Dispositif de démarrage selon la revendi- cation 3, caractérisé en ce que l'accumulateur à ressort ( 28) est disposé sur la transmission intermé- diaire ( 14) de la ligne d'entraînement ( 100). ) Dispositif de démarrage selon la revendi- cation 4, caractérisé en ce que l'accumulateur à ressort ( 28) est disposé entre une roue creuse ( 15) d'un engrenage planétaire constituant une transmission intermédiaire ( 14) et une partie fixe ( 29) du boîtier ( 16) du dispositif de démarrage ( 10). 6) Dispositif de démarrage selon la revendi- cation 5, caractérisé en ce que l'accumulateur à ressort ( 28) consiste en plusieurs éléments de ressort ( 30) venant en prise répartis sur le pourtour de la roue creuse ( 15), éléments qui s'appuient sur la partie fixe du boîtier ( 29). 7) Dispositif de démarrage selon la revendi- cation 6, caractérisé en ce que les éléments à ressort ( 30) compriment la couronne de train planétaire ( 15) par au moins une saillie ( 41) constituée dessus en assurant une précontrainte (Pv) en sens opposé du sens d'entraînement du dispositif de démarrage ( 10) contre au moins une butée solidaire du boîtier ( 32). 8) Dispositif de démarrage selon la revendi- cation 7, caractérisé en ce que les saillies ( 31) sur la couronne de train plantaire ( 15) sont orientées radialement vers l'extérieur et les éléments à ressort ( 30) sont disposés sur le pourtour extérieur de la couronne de train planétaire ( 15). 9) Dispositif de démarrage selon la revendi- cation 8, caractérisé en ce que les éléments à ressort ( 30) sont des ressorts à boudin de compression ( 35). ) Dispositif de démarrage selon la reven- dication 8, caractérisé en ce que les éléments à ressort ( 30) sont des ressorts à lames ( 40, 45), recourbés en forme de méandres. 11) Dispositif de démarrage selon la reven- dication 10, caractérisé en ce que les ressorts à lames ( 40) sont constitués comme des ressorts de compression, dont les extrémités en forme d'agrafes sont accrochées sur des saillies ( 41, 42) montées sur la roue creuse ( 15) et sur la partie du boîtier ( 29). 12) Dispositif de démarrage selon la reven- dication 10, caractérisé en ce que les ressorts à lames ( 45) sont fixés aux deux extrémités sur la partie du boîtier ( 29) et sont accrochés dans la zone du milieu respectivement sur une saillie d'enclique- tage ( 41) sur la roue creuse ( 15), la roue creuse ( 15) reposant à partir de la position neutre des ressorts à lames ( 45) en étant tournée dans le sens de l'entrai- nement sur une butée solidaire du boîtier ( 43) sous une précontrainte (Pv). 13) Dispositif de démarrage selon la reven- dication 5, caractérisée en ce que l'accumulateur à ressort ( 28) est formée à partir d'un paquet de ressorts à lamelles dans le cas duquel plusieurs lamelles de ressorts ( 52) empilées en couches les unes à côté des autres viennent en prise par les extrémités ( 54 a; 54 b) des ressorts à lamelles ( 54) estampés librement sur leur pourtour avec les extrémités des ressorts à lamelles voisins ( 52) par l'intermédiaire de moyens d'encliquetage ( 55). 14) Dispositif de démarrage selon la reven- dication 13, caractérisé en ce que les lamelles de ressort ( 52) du paquet de ressorts à lamelles ( 50) sont disposées avec un perçage intérieur de passage ( 58) concentriquement à la transmission intermédiaire ( 14), 'une des lamelles terminales ( 52 a) venant en pris sur la roue creuse ( 15) et l'autre lamelle terminale ( 52) venant en prise sur la partie ( 29) du boîtier. ) Dispositif de démarrage selon la reven- dication 14, caractérisé en ce que les extrémités ( 54 a) des ressorts à lamelles ( 54) sont recourbés alternativement de l'un ou l'autre côté de telle sorte que les ressorts à lamelles ( 54) se trouvant les uns à côté des autres viennent en prise par leurs extrémité ( 54 a) en forme de crochet les uns dans les autres. 16) Dispositif de démarrage selon la reven- dication 14, caractérisé en ce que les extrémités ( 54 b) des ressorts à lamelles ( 54) sont pourvus alter- nativement d'un bouton ( 61) et d'un trou d'entraîne- ment correspondant ( 62), de telle sorte que les ressorts à lamelles se trouvant les uns à côté des autres ( 54) viennent en prise les uns dans les autres par leurs extrémités ( 54 b). 17) Dispositif de démarrage selon l'une des revendications 13 à 16, caractérisé en ce que le paquet de ressorts à lamelles ( 50) est précontraint en faisant tourner les lamelles terminales ( 52 a) dans le sens de l'entraînement lors de la mise en place de la roue à denture intérieure. 18) Dispositif de démarrage selon la reven- dication 3, caractérisé en ce que l'on dispose comme accumulateur à ressorts ( 28) plusieurs éléments de ressorts ( 30) répartis sur le pourtour entre une cage de transmission planétaire ( 17) et l'arbre de sortie ( 18) de la transmission intermédiaire ( 14). 19) Dispositif de démarrage selon la reven- dication 3, caractérisé en ce que, comme accumulateur à ressorts ( 28) on dispose plusieurs éléments à ressort ( 30) répartis sur le pourtour entre un moyeu ( 21) du couplage à roue libre ( 20) et le pignon d'engrènement à voie unique ( 22). ) Dispositif de démarrage selon l'une des revendication précédentes, caractérisé en ce que l'accumulateur à ressort ( 28) est pourvu d'une butée ( 36, 37) comme protection contre les surcharges.