Brevet FR2724420A1 — publié le 19960315

DEMARREUR A SYSTEME DE BUTEE ET DE PORTEE PERFECTIONNE ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention se rapporte à l'agencement d'une butée intégrée dans un démarreur. COMMENTAIRE DE L'ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE La figure 4 des dessins annexés, à laquelle il convient de se référer, est une coupe transversale d'un démarreur clas- sique qui a été exposé, par exemple, dans le mémoire de brevet japonais n 190967/1989, publié sans examen. La figure 5 des dessins annexés est une coupe transversale fragmentaire, à échelle agrandie, d'une butée et des pièces qui l'entourent dans le démarreur. Sur ces figures, le démarreur est désigné dans son en- semble par 1, la référence 2 désigne un induit, la référence 3 désigne un arbre rotatif de l'induit, la référence 3a désigne un arbre de sortie, la référence 4 désigne un accouplement à roue libre, la référence 5 désigne une console antérieure et la réfé- rence 6 désigne une bobine de commutation. La référence 7 dési- gne un noyau mobile, la référence 8 désigne un contact mobile, la référence 9 désigne un contact fixe, la référence 10 désigne un ressort de rappel, la référence 11 désigne une biellette et la référence 12 désigne un pignon. La référence 13 désigne une couronne dentée; la référence 14 désigne la butée; la référen- ce 15 désigne une bague d'arrêt de la butée, encastrée dans une gorge 3b usinée dans l'arbre de sortie 3a, à une extrémité fron- tale de l'arbre rotatif 3; la référence 16 désigne un palier antérieur; la référence 17 désigne un bouchon; et la référence 18 désigne une rondelle. L'explication ci-après concerne le fonctionnement du démarreur. Lorsque la bobine de commutation 6 est excitée, le noyau mobile 7 est attiré pour déplacer l'accouplement 4 à roue libre vers l'avant, par l'intermédiaire de la biellette 11, provoquant ainsi l'engrènement du pignon 12 dans la couronne dentée 13. Le contact mobile 8 vient simultanément s'appliquer contre le contact fixe 9, d'o résulte, dans le dispositif à mo- teur électrique, la circulation d'un fort courant développant un couple de démarrage d'un moteur de véhicule. Le déplacement de l'accouplement 4 est limité, à cet instant, du fait que le pi- gnon 12 vient au contact de la butée 14. En revanche, lorsque le courant est coupé dans l'inter- rupteur, le ressort de rappel 10 entre en action pour rappeler le noyau mobile 7, ramenant ainsi l'accouplement à roue libre à sa position initiale, par l'intermédiaire de la biellette 11. Cela marque l'achèvement du cycle opératoire. Dans le dispositif classique, la butée 14 conçue pour limiter le déplacement de l'accouplement 4 à roue libre, la ba- gue 15 destinée à arrêter ladite butée 14, et la gorge annulaire 3b dans laquelle ladite bague est assujettie, se trouvent der- rière le palier antérieur 16. Dans un agencement de ce type, une force d'impact, développée lorsque le pignon 12 engrène dans la couronne dentée 13, se concentre dans la gorge annulaire 3b. De ce fait, le diamètre de l'arbre de sortie fait l'objet d'une restriction dimensionnelle affectant la résistance aux con- traintes. La valeur minimale s'est traduite par le fait que les dents du pignon sont au nombre de huit dans le cas d'un module de 2,54 (pas diamétral de 10), et de neuf dans le cas d'unmodule de 2,117 (pas diamétral de 12). De surcroît, en vue d'absorber un effort de poussée dans un agencement de ce genre, l'arbre de sortie est muni d'une zone étagée 3c portant contre la rondelle 18 qui est emboîtée, à for- ce, derrière le palier antérieur 16. Le bouchon 17 est maté à une extrémité frontale de la console antérieure 5, pour assurer l'étanchéité à la poussière. En général, la taille du dispositif à moteur électrique est inversement proportionnelle au rapport de transmission en- tre une couronne dentée et un pignon. Si l'on tente, par exem- pie, de ramener le nombre de dents du pignon à sept dans le cas d'un module de 2,54, ou à huit dans le cas d'un module de 2,117, de telle sorte que le dispositif à moteur électrique soit com- pact, l'épaisseur du pied des dents du pignon s'amenuise, dans la structure classique, étant donné que le diamètre de l'arbre de sortie ne peut pas être conçu d'une dimension plus petite affectant la résistance aux contraintes dans la gorge annulai- re. Un tel agencement ne peut pas assurer la résistance aux con- traintes exigée du pignon, d'o un problème consistant en ce que la structure classique n'autorise pas une diminution du nombre des dents du pignon. CARACTERISTIQUES ESSENTIELLES DE L'INVENTION La présente invention a pour objets de résoudre le pro- blème obérant la structure classique, et de fournir un démar- reur dans lequel le nombre de dents du pignon puisse être de sept dans le cas d'un module de 2,54, et de huit dans le cas d'un mo- dule de 2,117, tout en augmentant le rapport de transmission entre un pignon et la couronne dentée d'un moteur de véhicule, pour conférer une réalisation plus ramassée et plus légère à un dispositif à moteur électrique. Les objets précités, et d'autres objets de la présente invention, ont été atteints par un démarreur comprenant un ar- bre de sortie; un accouplement à roue libre et un pignon, calés sur l'arbre de sortie; une butée supportée par l'arbre de sor- tie, à l'avant du pignon, afin de limiter le déplacement dudit pignon et de l'accouplement à roue libre; et un palier anté- rieur conçu pour supporter une région extrême antérieure de l'arbre de sortie, ledit démarreur étant caractérisé par le fait que la butée présente une forme cylindrique et est suppor- tee par une zone périphérique intérieure du palier antérieur, une bague, destinée à verrouiller la butée à demeure, étant ajustée dans une gorge pratiquée dans l'arbre de sortie, à l'avant du palier antérieur. Il est préférable que l'interstice, réservé entre la bu- tee et le palier antérieur, soit plus grand que celui réservé entre l'arbre de sortie et butée. La butée est préférentiellement en prise avec l'arbre de sortie par l'intermédiaire de cannelures. Un effort de poussée, engendré par un déplacement du pi- gnon, est de préférence absorbé par un bord frontal de l'arbre de sortie. De préférence, une rondelle de poussée est mise en place à l'avant du palier antérieur, de manière à se trouver en vis-à- vis d'une surface du bord frontal de l'arbre de sortie. Il est préférable qu'une zone de transition légèrement curviligne relie une partie de l'arbre de sortie, supportant la butée, à une partie dudit arbre de sortie sur laquelle le pignon est calé. Conformément à la présente invention, la butée cylin- drique est supportée par la zone périphérique intérieure du pa- lier antérieur et la gorge, retenant la bague d'arrêt de ladite butée sur l'arbre de sortie, est façonnée à l'avant dudit palier antérieur. Aucune gorge annulaire n'est ainsi usinée sur l'ar- bre de sortie, autour du pignon, derrière le palier. Cet agence- ment autorise un plus petit dimensionnement du diamètre de l'arbre de sortie sur lequel le pignon est calé, et permet de di- minuer le nombre des dents du pignon, de façon que le dispositif à moteur électrique soit moins encombrant et plus léger. En outre, une usure de la bague peut être empêchée lors- que l'interstice, réservé entre la butée et le palier, est conçu plus grand que celui réservé entre l'arbre de sortie et ladite butée, ou bien lorsque cette butée est en prise avec l'arbre de sortie par l'intermédiaire de cannelures, afin d'obtenir une rotation à bon glissement entre la butée et le palier. Par ailleurs, lorsqu'un effort de poussée est absorbé par le bord frontal de l'arbre de sortie, ou bien lorsque la ron- delle de poussée est emboîtée à force par rapport à l'arbre de sortie, à l'avant du palier antérieur, un tel agencement peut absorber suffisamment l'effort de poussée et peut assurer l'épaisseur suffisante d'un boitier situé dans la zone emboîtee à force, afin d'offrir une qualité durable, prodiguant ainsi l'avantage consistant en ce que le bouchon d'extrémité classi- que peut être supprimé pour diminuer le nombre de pièces consti- tutives nécessaires. PRESENTATION SUCCINCTE DES DESSINS L'invention va à présent être décrite plus en détail, à titre d'exemples nullement limitatifs, en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe transversale d'une forme de réalisation du démarreur selon la présente invention; la figure 2 est une coupe transversale fragmentaire à échelle agrandie montrant, en détail, la butée et ses pièces avoisinantes illustrées sur la figure 1; la figure 3 est une coupe transversale fragmentaire d'une seconde forme de réalisation du démarreur selon la pré- sente invention; la figure 4 est une coupe transversale d'un démarreur classique; et la figure 5 est une coupe transversale fragmentaire à échelle agrandie illustrant, en détail, la butée et ses pièces environnantes représentées sur la figure 4. DESCRIPTION DETAILLEE DES FORMES DE REALISATION PREFERENTIELLES PREMIERE FORME DE REALISATION Il convient, à présent, de décrire en détail une forme de réalisation de la présente invention, en regard des dessins an- nexés. La figure 1, à laquelle on se référera, est une coupe transversale de la première forme de réalisation du démarreur selon la présente invention. La figure 2 montre, par une coupe transversale fragmentaire à échelle agrandie, la butée et ses pièces avoisinantes illustrées sur la figure 1. Sur les figures précitées, un accouplement à roue libre, une console antérieure, un pignon et un palier antérieur sont désignés, respectivement, par les références 4, 5, 12 et 16. Ces éléments, incluant un dispositif à moteur électrique et une zone de commutation électromagnétique, sont les mêmes que ceux de l'agencement classique. La référence 21 désigne une butée cylindrique en appui contre une paroi périphérique interne du palier antérieur 16. La butée comprend un corps cylindrique et une collerette cylindrique ménagée, d'un seul tenant, sur une extrémité postérieure dudit corps cylindrique. La collerette cylindrique présente un diamètre extérieur plus grand que celui du corps cylindrique. La collerette présente également un dia- mètre intérieur plus grand que celui du corps cylindrique dans la zone de la paroi périphérique interne. Une région tronconi- que, ménagée entre la paroi périphérique interne du corps de la butée et celle de la collerette, s'évase progressivement en di- rection de ladite collerette afin d'assurer une transition con- tinue entre les deux parois. La butée 21 est verrouillée à de- meure par une bague 22 dans une région extrême antérieure de l'arbre de sortie 3a et une gorge 23a, destinée à arrêter ladite bague, est pratiquée dans l'arbre de sortie à l'avant du palier antérieur 16. Un tel agencement ne comporte aucune gorge annu- laire usinée derrière le palier antérieur et absorbant une force de réaction engendrée par un impact de venue en prise entre le pignon et la couronne dentée. De ce fait, il est possi- ble de diminuer le diamètre de l'arbre de sortie 3a sur lequel le pignon est calé, et le pied des dents du pignon peut être suffi- samment assuré de manière que les dents dudit pignon soient au nombre de sept dans le cas d'un module de 2,54, et de huit dans le cas d'un module de 2,117. Une région de la butée 21 qui est en prise avec la bague 22 se trouve à l'avant du palier antérieur 16, et une région de ladite butée qui est reliée au pignon 12 se trouve derrière le- dit palier. Dans la structure ainsi adoptée, la butée 21 présen- te une configuration allongée dans le sens axial, comme illus- tré sur la figure 2, et le palier antérieur supporte ladite bu- tée 21. Bien que le diamètre d1 d'une partie de l'arbre de sor- tie, supportant la butée, soit plus petit que le diamètre d2 de la partie dudit arbre sur laquelle le pignon est calé, suite à une restriction dimensionnelle autour d'une zone de portée de la console antérieure 5, aucune contrainte n'est imposée du fait que la gorge annulaire 23a est façonnée à l'avant du palier antérieur 16. La différence entre d1 et d2 ne soulève aucun pro- blème, en matière de résistance aux contraintes, si une zone de transition légèrement curviligne relie, l'une à l'autre, la partie de l'arbre de sortie 3a qui est munie de la butée 21 et la partie de cet arbre qui présente le pignon 12. En outre, pour que la butée 21 et le palier antérieur 16 accomplissent une rotation à bon glissement lorsque le démar- reur est en fonction, l'interstice réservé entre la butée et le palier antérieur est plus grand que l'interstice réservé entre ladite butée et l'arbre de sortie. Lorsque la rondelle est mise en place derrière le pa- lier, comme dans l'agencement classique, cette rondelle entre au contact de la butée et ne peut pas suffisamment absorber un effort de poussée. La structure de la présente forme de réalisa- tion, dans laquelle une rondelle 24 est emboîtée à force à l'avant du palier antérieur, et dans laquelle un effort de pous- sée est absorbé par venue en butée d'un bord frontal 23b de l'ar- bre de sortie contre ladite rondelle, permet d'absorber suffi- samment l'effort de poussée. Du fait que la rondelle 24 se trou- ve à une extrémité frontale de la console antérieure 5, cette rondelle peut pareillement remplir la fonction d'un bouchon, supprimant ainsi le bouchon 17 classique. De surcroît, si l'on compare l'épaisseur de paroi d'une région de la console antérieure dans laquelle la rondelle est emboîtée à force, dans la première forme de réalisation, à celle de l'agencement classique, c'est-à-dire si l'on compare une va- leur t1 de la figure 2 à une valeur t2 de la figure 5, l'on ob- tient t1 > t2. La première forme de réalisation est avantageuse en ce sens qu'elle évite un fissurage du boîtier lors de l'em- boîtement à force de la rondelle, favorisant ainsi une maîtrise du diamètre extérieur de cette rondelle. SECONDE FORME DE REALISATION Bien que, dans la première forme de réalisation, l'in- terstice réservé entre la butée 21 et le palier antérieur 16 soit plus grand que celui réservé entre ladite butée 21 et l'ar- bre de sortie 3a, en vue de promouvoir la rotation à bon glis- sement entre la butée et le palier antérieur au stade de l'acti- vation du démarreur, la butée peut être reliée à l'arbre de sor- tie par l'intermédiaire de cannelures 25, comme illustré sur la figure 3, de façon à assurer davantage encore la rotation à bon glissement entre la butée et le palier. De toute évidence, de nombreuses transformations et mo- difications de la présente invention sont possibles à la lumiè- re des enseignements qui précèdent. Par conséquent, il va de soi que l'invention peut être mise en pratique d'une manière autre que celles spécifiquement décrites dans le présent mémoire. -R E V E N D I C A T I ONS - 1. Démarreur (1) comprenant un arbre de sortie (3a); un accouplement (4) à roue libre et un pignon (12), calés sur l'ar- bre de sortie (3a); une butée (21) supportée par l'arbre de sor- tie, à l'avant du pignon, afin de limiter le déplacement dudit pignon (12) et de l'accouplement (4) à roue libre; et un palier antérieur (16) conçu pour supporter une région extrême anté- rieure de l'arbre de sortie (3a), démarreur caractérisé par le fait que la butée (21) présente une forme cylindrique et est supportée par une zone périphérique intérieure du palier anté- rieur (16), une bague (22), destinée à verrouiller la butée (21) à demeure, étant ajustée dans une gorge (23a) pratiquée dans l'arbre de sortie (3a), à l'avant du palier antérieur (16). 2. Démarreur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'interstice, réservé entre la butée (21) et le pa- lier antérieur (16), est plus grand que celui réservé entre l'arbre de sortie (3a) et la butée (21). 3. Démarreur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la butée (21) est en prise avec l'arbre de sortie (3a) par l'intermédiaire de cannelures (25). 4. Démarreur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un effort de poussée, engendré par un déplacement du pignon (12), est absorbé par un bord frontal (23b) de l'arbre de sortie (3a). 5. Démarreur selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'une rondelle de poussée (24) est mise en place à l'avant du palier antérieur (16), de manière à se trouver en vis-à-vis d'une surface du bord frontal (23b) de l'arbre de sor- tie (3a). 6. Démarreur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la butée (21) comprend un corps cylindrique et une collerette cylindrique ménagée, d'un seul tenant, sur une ex- trémité postérieure dudit corps cylindrique. 7. Démarreur selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la collerette cylindrique présente un diamètre ex- térieur plus grand que celui du corps cylindrique. 8. Démarreur selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la collerette présente un diamètre intérieur plus grand que celui du corps cylindrique dans la zone de la paroi périphérique interne. 9. Démarreur selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'une région tronconique est ménagée, entre la paroi périphérique interne du corps de la butée (21) et celle de la collerette, afin d'assurer une transition continue entre les deux parois. 10. Démarreur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'une zone de transition légèrement curviligne relie une partie de l'arbre de sortie (3a), supportant la butée (21), à une partie dudit arbre de sortie (3a) sur laquelle le pignon (12) est calé.