Brevet FR2725246A1 — publié le 19960405

DISPOSITIF DE DEMARRAGE MUNI D'UN MECANISME D'ARRET DU MOUVEMENT D'UN PIGNON ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention se rapporte à un mécanisme d'arrêt équipant un dispositif de démarrage du type à avancée frontale, ainsi qu'à un mode d'absorption d'un effort de poussée d'un arbre de sortie dudit dispositif. COMMENTAIRE DE L'ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE La figure 4 des dessins annexés est une coupe illustrant un dispositif de démarrage classique exposé, par exemple, dans le mémoire de brevet japonais n 190967/1989, publié sans exa- men, la figure 5 des dessins annexés étant une coupe fragmen- taire, a échelle agrandie, d'une partie dudit dispositif qui est située au voisinage d'une butée. Sur les figures 4 et 5, la référence 1 désigne un dispo- sitif de démarrage, la référence 2 désigne un induit, la réfé- rence 3 désigne un arbre rotatif de l'induit, la référence 3a désigne un arbre de sortie, la référence 4 désigne un accouple- ment à roue libre, la référence 5 désigne une console antérieu- re, la référence 6 désigne une bobine de commutation, la réfé- rence 7 désigne un noyau mobile, la référence 8 désigne une bor- ne mobile, la référence 9 désigne une borne fixe, la référence désigne un ressort de rappel et la référence 11 désigne une biellette de mise en prise. La référence 12 se rapporte à un pi- gnon conçu pour entraîner un moteur de véhicule et se déplaçant, dans le sens axial, par l'intermédiaire de cannelures hélicoï- dales façonnées sur l'arbre de sortie 3a. Une couronne dentée et une butée sont respectivement repérées par les références 13 et 14. La référence 15 désigne une bague qui est destinée à arrêter la butée et est encastrée dans une gorge 3b pratiquée sur l'ar- bre de sortie 3a, à l'extrémité antérieure de l'arbre rotatif 3. La référence 16 désigne un palier antérieur, la référence 17 dé- signe un bouchon et la référence 18 désigne une rondelle. Une explication du fonctionnement est donnée ci-après. Lorsqu'une circulation de courant est établie dans la bobine de commutation 6, le noyau mobile 7 est attiré, l'accouplement 4 à roue libre et le pignon 12 sont poussés vers l'avant par la biel- lette 11 de mise en prise, et le pignon 12 vient engrener dans la couronne dentée 13. La borne mobile 8 et la borne fixe 9 sont simultanément plaquées l'une contre l'autre et un fort courant circule dans le dispositif à moteur électrique, de sorte qu'un couple est engendré et que le moteur du véhicule est démarré. Dans le cas considéré, le mouvement de l'accouplement 4 est li- mité du fait que le pignon 12 vient au contact de la butée 14. A un stade ultérieur, lorsque la circulation du courant de commutation est interrompue, le noyau mobile 7 retourne à sa position initiale sous l'action du ressort de rappel 10, puis l'accouplement retourne à sa position initiale sous l'effet de la biellette 11 de mise en prise, ce qui marque l'achèvement du cycle opératoire. L'on fera observer que, dans ce dispositif classique, la butée 14 conçue pour limiter le mouvement de l'accouplement 4 à roue libre, la bague 15 destinée à arrêter ladite butée 14, et la gorge annulaire 3b d'encastrement de ladite bague 15, sont agencées à l'arrière du palier antérieur 16. De ce fait, une force d'impact résultant de l'engrènement du pignon 12 dans la couronne dentée 13 se concentre sur la gorge annulaire 3b; le diamètre de l'arbre de sortie est réduit, ce qui affecte sa ré- sistance aux contraintes, et il a été déterminé que la valeur minimale du nombre de dents du pignon est de huit dans le cas du module de 2,54 (pas diamétral de 10), et de neuf dans le cas du module de 2,117 (pas diamétral de 12). En outre, dans cet agencement structurel, une zone éta- gée 3c de l'arbre de sortie bute contre la rondelle 18 qui a été emboîtée à force à l'arrière du palier antérieur 16, et le bou- chon 17 a été maté sur l'extrémité frontale de la console anté- rieure 5, pour assurer l'étanchéité à la poussière. En général, la taille du dispositif à moteur électrique est inversement proportionnelle au rapport de transmission entre la couronne dentée et le pignon d'un moteur de véhicule. C'est pourquoi, dans la structure classique, si le nombre de dents du pignon est diminué en vue de réduire le dimensionnement du dispositif à moteur électrique ou bien si, par exemple, le pignon compte sept dents avec le module de 2,54 et huit dents avec le module de 2,117, il n'est pas possible de réduire davan- tage le diamètre de l'arbre, compte tenu de la faculté de la gorge annulaire à résister à des contraintes. Il en résulte que l'épaisseur radiale est diminuée au-dessous du diamètre de pied du pignon, et que la résistance dudit pignon à des contraintes ne peut pas être assurée. Ainsi, dans la structure classique, il n'est pas possible de diminuer le nombre de dents du pignon. Par ailleurs, même si le diamètre de l'arbre est réduit, il n'est pas possible de réduire encore plus le diamètre de cet arbre dans la région du palier antérieur, eu égard à la résis- tance aux contraintes. Si l'on réduit la différence provoquée par le décrochement entre le diamètre de l'arbre dans la zone du pignon et le diamètre de l'arbre dans la zone du palier anté- rieur, ou bien si l'on supprime cette différence résultant du décrochement, la rondelle située à l'arrière dudit palier anté- rieur peut difficilement absorber l'effort de poussee. De surcroît, si la rondelle de poussée est emboîtée à force après l'emmanchement à force du palier, l'épaisseur de paroi t2 de la console antérieure est réduite, dans la zone d'emboîtement à force, étant donné que le diamètre extérieur de la rondelle est conçu relativement grand. De plus, si la ron- delle est emboîtée à force dans une condition dans laquelle la pression d'emmanchement à force du palier s'exerce sur la con- sole antérieure, il est à craindre que des fissures soient pro- voquées dans cette console antérieure. CARACTERISTIQUES ESSENTIELLES DE L'INVENTION La présente invention a pour objets de résoudre les pro- blèmes exposés, et de fournir un dispositif de démarrage d'une grande fiabilité, dans lequel le nombre de dents d'un pignon soit diminué en réduisant le diamètre de l'arbre de sortie, de telle sorte qu'il soit par exemple possible de porter a sept le nombre de dents du pignon avec le module de 2,54, et à huit avec le module de 2,117; que le dimensionnement du dispositif à mo- teur électrique soit réduit en augmentant le rapport de trans- mission entre la couronne dentée et le pignon d'un moteur de véhicule; et que, d'autre part, l'effort de poussée puisse être suffisamment absorbé, même lorsque le diamètre de l'arbre de sortie est plus petit. Conformément à la présente invention, il est proposé un dispositif de démarrage du type à avancée frontale, dans lequel un pignon, conçu pour entraîner un moteur de véhicule, se dépla- ce dans le sens axial sur un arbre de sortie d'un démarreur, par l'intermédiaire de cannelures hélicoïdales façonnées sur l'ar- bre de sortie dont une extrémité antérieure est supportée par un palier antérieur situé à l'avant du pignon et prenant appui con- tre la périphérie intérieure d'une console antérieure, ledit dispositif étant caractérisé par le fait qu'un mécanisme d'ar- rêt, muni d'une butée arrêtant le mouvement du pignon, est ména- gé sur les cannelures hélicoïdales de l'arbre de sortie et un effort de poussée, engendré lors d'un mouvement du pignon vers l'extérieur, est absorbé par une face extrême antérieure de l'arbre de sortie. Grâce au dispositif de démarrage conforme à la présente invention, il est possible de réduire le diamètre de l'arbre de sortie en prévoyant un mécanisme d'arrêt dont la butée, arrê- tant le mouvement du pignon, se trouve sur les cannelures héli- coïdales, et il est possible d'absorber suffisamment l'effort de poussée, même si le diamètre de l'arbre est réduit, étant donné que la rondelle est agencée à l'avant du palier antérieur auquel l'effort de poussée de l'arbre de sortie est impose. PRESENTATION SUCCINCTE DES DESSINS L'invention va à présent être décrite plus en détail, à titre d'exemple nullement limitatif, en regard des dessins an- nexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe illustrant un exemple de réali- sation de la présente invention; la figure 2 est une coupe fragmentaire, à échelle agran- die, représentant la région extrême antérieure d'un arbre de sortie de la figure 1; la figure 3 est une coupe fragmentaire, à échelle agran- die, montrant une zone située au voisinage d'une butée de la fi- gure 1; la figure 4 est une coupe d'un exemple de réalisation d'un dispositif de démarrage classique; et la figure 5 est une coupe fragmentaire, à échelle agran- die, illustrant la région extrême antérieure d'un arbre de sor- tie de la figure 4. DESCRIPTION DETAILLEE DE LA FORME DE REALISATION PREFERENTIELLE Il convient d'expliquer ci-après, en se référant aux dessins, un exemple de réalisation de la présente invention. La figure 1 est une coupe d'un dispositif de démarrage conforme à la présente invention, figure sur laquelle la moitié supérieure du pignon a été déplacée vers l'avant. Les figures 2 et 3 sont des coupes fragmentaires, à échelle agrandie, mon- trant des zones dudit dispositif qui se trouvent, respective- ment, au voisinage d'une région extrême antérieure de l'arbre de sortie, et au voisinage d'une butée. Sur les figures 1, 2 et 3, la référence 4 désigne l'accouplement à roue libre, la réfé- rence 5 désigne la console antérieure, la référence 12 désigne le pignon et la référence 16 désigne le palier antérieur, ces éléments étant les mêmes que ceux de l'agencement classique incluant le dispositif à moteur électrique et le dispositif de commutation électromagnétique. De plus, la référence 21 dési- gne une rondelle discoïdale qui a été emboîtée à force dans une dépouille périphérique intérieure 5a de la console antérieure , à l'avant du palier antérieur 16, ladite rondelle étant si- tuée en vis-à- vis d'une face extrême antérieure 3d de l'arbre de sortie 3a, et absorbant l'effort de poussée en venant buter contre ladite face extrême antérieure 3d lorsque le pignon est déplacé vers l'extérieur. Sur la figure 3, la référence 30 désigne par ailleurs un mécanisme d'arrêt bien connu (décrit dans le modèle d'utilité japonais n 53727/1980 publié après examen), qui est ménagé sur des cannelures hélicoïdales 31 dans une zone étagée de l'arbre de sortie 3a. Sur la figure 3, la référence 31a désigne des pre- mières cannelures franchissant axialement une saignée interca- laire 32, et la référence 31b désigne des secondes cannelures qui ont été façonnées à l'arrière de la saignée 32, une surface de paroi 32a de ladite saignée 32 remplissant alors la fonction d'une butée. En conséquence, un ensemble de ces cannelures hélicoï- dales est ménagé en façonnant une cannelure de poussée sur des cannelures complémentaires comprenant un groupe de cannelures fermées disposées à raison d'une ligne hélicoïdale sur deux, et un autre groupe de cannelures hélicoïdales ouvertes disposées à raison d'une ligne hélicoïdale sur deux, à partir du côté anté- rieur, et en décalant la cannelure de poussée d'une ligne héli- coïdale après avoir fait passer la cannelure de poussée à tra- vers les cannelures complémentaires. En optant pour la structure d'arrêt de la figure 3, ex- posée ci-dessus, il n'est pas nécessaire de prévoir une gorge arrêtant la butée sur l'arbre de sortie, ce qui est avantageux eu égard à sa résistance aux contraintes. De la sorte, il est possible de réduire le diamètre de l'arbre de sortie et de por- ter à sept le nombre de dents du pignon avec le module M = 2,54, et à huit avec le module M = 2,117. D'autre part, étant donné que le diamètre de l'arbre ne peut pas être réduit dans la zone du palier antérieur, compte tenu de sa résistance aux contraintes, le décrochement de l'arbre de sortie est supprimé en vue de di- minuer le nombre des passes d'usinage, et l'effort de poussée est absorbé par la face extrême antérieure de l'arbre de sortie. L'effort de poussée peut être suffisamment absorbe, même si le diamètre de l'arbre est faible, du fait que cet effort est ab- sorbe, de la manière précitee, par la face extrême antérieure de l'arbre de sortie. De plus, dans le cas o la rondelle 18 classique est im- plantée de la manière illustrée sur la figure 5, le diamètre de cette rondelle est accru et il est malaisé d'assurer, de façon suffisante, l'épaisseur de paroi du boîtier de la console anté- rieure 5. A défaut, la rondelle est emboîtée à force sur la con- sole antérieure après que le palier antérieur 16 a été emmanché à force sur cette dernière. En conséquence, la rondelle est da- vantage emboîtée à force dans une condition dans laquelle la pression d'emmanchement à force du palier s'exerce sur le boî- tier, d'o un risque de fissurage dudit boîtier. A cet égard, dans la structure conforme à l'invention telle qu'illustrée sur la figure 2, l'épaisseur de paroi t1 du boîtier de la console antérieure, dans laquelle la rondelle est emboîtée à force, est plus grande que l'épaisseur de paroi t2 mentionnée ci-avant. Il en résulte que les problèmes précités sont résolus et que l'opération d'usinage s'en trouve favorisée du fait qu'il n'est pas nécessaire de donner, à la rondelle, une configuration torique et que le bouchon classique 17, situé à l'extrémité frontale, peut être supprimé étant donné que la rondelle remplit également la fonction d'un couvercle. Conformément à la présente invention, comme exposé ci- avant, il est fait usage du mécanisme d'arrêt muni de la butée, arrêtant le mouvement du pignon, dans une zone des cannelures hélicoïdales façonnées sur l'arbre de sortie, ce qui permet de réduire le dimensionnement du diamètre de cet arbre de sortie. La rondelle de poussée est disposée à l'avant de la face fron- trale du palier antérieur, en vis-à-vis de cette dernière, ayant ainsi pour effet d'absorber suffisamment l'effort de poussée pour contrebalancer le sous-dimensionnement. En conséquence, l'invention prodigue les divers effets énumérés ci-apres. (a) Le nombre de dents du pignon est diminué, le rapport de ré- duction de vitesse entre le moteur du véhicule et le démarreur peut être accru et, de ce fait, le dimensionnement restreint du démarreur peut être obtenu étant donné que le diamètre de l'ar- bre de sortie peut être réduit. (b) La structure peut absorber suffisamment l'effort de poussée et il n'est pas nécessaire de donner une configuration torique à la rondelle, ce qui permet de la mouler aisément sous pression, car la poussée est absorbée par la face extrême antérieure de l'arbre. (c) Il est possible de supprimer la zone extrême antérieure éta- gée de l'arbre de sortie, ce qui favorise l'opération d'usi- nage. (d) Le bouchon classique, coiffant la face frontale, peut être supprimé du fait que la rondelle est disposée à l'avant du pa- lier antérieur. (e) Aucun fissurage n'est à craindre lors de l'emboîtement à force de la rondelle et, de plus, l'interférence de cette ron- delle peut être aisément maîtrisée, car il est possible de con- férer une épaisseur de paroi suffisante au boîtier de la console antérieure. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. -R E V E N D I C A T I ONS - 1. Dispositif de démarrage (1) du type à avancée fron- tale, dans lequel un pignon (12), conçu pour entraîner un moteur de véhicule, se déplace dans le sens axial sur un arbre de sortie (3a) d'un démarreur, par l'intermédiaire de cannelures héli- coïdales (31) façonnées sur l'arbre de sortie (3a) dont une ex- trémité antérieure est supportée par un palier antérieur (16) situé à l'avant du pignon (12) et prenant appui contre la péri- phérie intérieure d'une console antérieure (5), dispositif ca- ractérisé par le fait qu'un mécanisme d'arrêt (30), muni d'une butée (32a) arrêtant le mouvement du pignon, est ménagé sur les cannelures hélicoïdales (31) de l'arbre de sortie (3a) et un effort de poussée, engendré lors d'un mouvement du pignon (12) vers l'extérieur, est absorbé par une face extrême antérieure (3d) de l'arbre de sortie (3a). 2. Dispositif de démarrage selon la revendication 1, ca- ractérisé par le fait qu'une rondelle de poussée (21) est emboî- tée à force dans la console antérieure (5), à l'avant du palier antérieur (16), de façon telle que ladite rondelle de poussée (21) soit située en vis-à-vis de la face extrême antérieure (3d) de l'arbre de sortie (3a). 3. Dispositif de démarrage selon la revendication 1, ca- ractérisé par le fait que le pignon (12) présente un module de 2,54 et compte un nombre de sept dents. 4. Dispositif de démarrage selon la revendication 1, ca- ractérisé par le fait que le pignon (12) présente un module de 2,117 et compte un nombre de huit dents.