Brevet FR2745854A1 — publié le 19970912

L'invention concerne un démarreur de véhicule automobile comportant un pignon d'engrènement sans roue libre. L'invention concerne plus particulièrement un démarreur de véhicule automobile, du type comportant un moteur électrique dont I'arbre moteur entraîne en rotation autour de son axe longitudinal un entraîneur qui est mobile axialement sur l'arbre pour permettre l'engrènement d'un pignon, agencé à l'avant de l'entraîneur, avec une roue dentée du moteur thermique du véhicule, du type dans lequel l'entraîneur comporte, à l'arrière, une douille d'entraînement qui est liée en rotation à l'arbre par des cannelures, et du type dans lequel les déplacements axiaux de l'entraîneur sont commandés par une fourchette de commande qui coopère avec deux collets radiaux externes, avant et arrière, de l'entraîneur. Les démarreurs conventionnels comportent une roue libre interposée entre le pignon et la douille d'entraînement. Cette roue libre a pour fonction principale d'éviter que, lorsque le moteur thermique démarre, le pignon de l'entraîneur entraîne le moteur électrique du démarreur à une vitesse trop importante susceptible de le détériorer. Par ailleurs, on utilise généralement des roues libres à galet qui permettent d'amortir les variations brusques du couple qui est transmis entre la douille d'entraînement et le pignon. En effet, pendant que le moteur démarre, le couple résistant imposé par le moteur thermique varie de manière importante sur un tour de vilebrequin du fait des efforts cycliques de compression des gaz présents dans les cylindres. Les roues libres à galets, grâce à leur élasticité en torsion, permettent d'amortir de manière avantageuse ces à-coups, ce qui permet de réduire les contraintes mécaniques imposées au démarreur, ainsi que le bruit provoqué par les irrégularités cycliques ainsi produites. De nouveaux types de démarreur utilisent des modules électroniques de commande de leur moteur électrique qui permettent de couper automatiquement l'alimentation du moteur électrique, et de ramener simultanément l'entraîneur dans une position de repos dans laquelle il n'est plus engrené avec le volant d'inertie du moteur thermique. Un tel type de démarreur ne nécessite donc plus de roue libre, ce qui est bénéfique pour le poids, I'encombrement, et le prix du démarreur. Toutefois, en supprimant cette roue libre, on supprime également la fonction d'amortissement des à-coups, au détriment de la tenue mécanique du démarreur et de son bruit de fonctionnement. Dans le but d'apporter une réponse simple et fiable à ce problème, I'invention propose un démarreur du type vu précédemment, caractérisé en ce qu'une bague de liaison d'axe longitudinal est interposée entre la douille d'entraînement et le pignon, en ce que la bague de liaison est immobilisée en translation et en rotation par rapport à la douille et par rapport au pignon, et en ce que la bague de liaison est souple en torsion autour de son axe longitudinal pour former un amortisseur de torsion susceptible de se déformer élastiquement sous l'effet de brusques variations du couple transmis entre la douille et le pignon. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - le pignon comporte un alésage central pour permettre son montage coulissant sur l'arbre moteur, la bague de liaison est reçue au moins partiellement à l'intérieur d'un logement cylindrique interne de l'alésage central du pignon, et les surfaces externe et interne, respectivement de l'extrémité avant de la bague et du logement, sont munies de rainures longitudinales complémentaires pour assurer l'accouplement en rotation de la bague de liaison et du pignon; - le pignon comporte une gorge annulaire dans laquelle est reçue une nervure annulaire de la bague de liaison pour permettre l'accouplement en translation de la bague et du pignon; - le pignon est métallique, et la bague de liaison est réalisée par surmoulage en matière plastique; - la douille d'entraînement est réalisée en matière plastique, et la bague de liaison est réalisée venue de matière avec la douille; - au moins l'un des collets radiaux externes de l'entraîneur est réalisé venu de matière avec la douille d'entraînement en matière plastique; - la douille d'entraînement comporte un tronçon d'accrochage qui est surmoulé sur l'extrémité axiale arrière du pignon, le tronçon d'accrochage comporte une plaque annulaire transversale qui forme le collet radial externe avant de l'entraîneur, et la plaque transversale porte, à sa périphérie externe, un prolongement tubulaire qui s'étend axialement vers l'avant et dont une paroi cylindrique interne porte une nervure annulaire interne qui est reçue dans une gorge annulaire formée dans une surface cylindrique externe de l'extrémité arrière du pignon pour permettre l'accouplement en translation de la douille et du pignon; - le collet radial avant de l'entraîneur est formé par une face transversale arrière du pignon; - la bague de liaison comporte une nervure annulaire qui est reçue dans une gorge formée dans une surface cylindrique interne de l'alésage central du pignon; - le collet radial arrière est formé par une rondelle annulaire transversale rapportée sur la douille d'entraînement; - la douille d'entraînement et la rondelle annulaire transversale qui forme le collet arrière sont liées au cours du surmoulage; - la rondelle annulaire comporte un manchon qui s'étend axialement et qui coopère avec la douille d'entraînement pour former un renfort destiné à limiter les déformations de la douille selon sa direction radiale. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe axiale partielle d'un démarreur conforme aux enseignements de l'invention; - la figure 2 est une vue de détail en coupe axiale d'un entraîneur de démarreur conforme aux enseignements de l'invention; - la figure 3 est une demi- coupe transversale selon la ligne 3-3 de la figure 2 d'un tel entraîneur; et la figure 4 est une vue en coupe axiale d'une variante de réalisation de l'entraîneur. On a représenté sur la figure 1 un démarreur 10 de véhicule automobile qui comporte essentiellement un moteur électrique 12 dont l'arbre moteur 14, d'axe longitudinal A1, porte, à son extrémité axiale avant, un entraîneur 16. L'entraîneur 16 est lié en rotation à l'arbre 14, autour de I'axe A1, mais il est susceptible de coulisser axialement sur l'arbre 14 entre une position reculée de repos, représentée sur la figure 1, et une position avancée dans laquelle un pignon 18 de l'entraîneur 16, agencé à l'extrémité axiale avant de celui-ci, engrène avec une roue dentée (non représentée) d'un volant d'inertie du moteur thermique (non représenté) du véhicule. De manière connue, les déplacements axiaux de l'entraîneur 16 sont commandés par une fourche de commande 20 qui est articulée par une partie sensiblement centrale autour d'un axe transversal A2 et qui comporte, à une première extrémité, deux doigts de commande parallèles 22 qui s'étendent de part et d'autre, dans un plan transversal, d'une douille d'entraînement 24 agencée a l'arrière de l'entraîneur 16. La douille d'entraînement 24 comporte deux collets radiaux externes, avant 26 et arrière 28, entre lesquels les extrémités libres des doigts 22 de la fourche de commande 20 sont reçus, et avec lesquels ils coopèrent pour provoquer le déplacement, respectivement vers l'avant ou vers l'arrière, de la douille 24, lorsque la fourche de commande 20 pivote autour de son axe d'articulation A2. Le pivotement de la fourche 20 est commandé par un contacteur 30 dont une tige de commande est reliée à l'extrémité 32 de la fourche 20 qui est opposée à celle portant les doigts 22. La douille d'entraînement 24 de l'entraîneur 16 comporte essentiellement un corps tubulaire 34 dont la surface cylindrique interne 36 est pourvue de cannelures 38 destinées à coopérer avec des cannelures correspondantes formées sur l'arbre moteur 14 du démarreur pour lier l'entraîneur 16 en rotation avec le moteur électrique 12. Les cannelures 38 peuvent être des cannelures hélicoïdales afin de faciliter le retour de l'entraîneur 16 vers sa position reculée de repos lorsque le moteur thermique du véhicule est lancé. Conformément aux enseignements de l'invention, la douille d'entraînement 24 est liée en translation et en rotation avec le pignon 18 sans interposition d'une roue libre. Pour cela, il est prévu une bague de liaison 40 qui est interposée entre la douille 24 et le pignon 18, et qui, dans les exemples de réalisation représentés sur les figures, est réalisée venue de matière avec la douille d'entraînement 24. La bague de liaison 40 est une bague tubulaire qui prolonge le corps 34 de la douille 24 axialement vers l'avant et qui est reçue à l'intérieur d'un alésage central 42 formé dans un corps de pignon 44 à l'extrémité axiale avant duquel sont agencées les dents d'engrènement 46 du pignon 18. Dans les exemples de réalisation qui sont représentés sur les figures, la bague de liaison 40 et la douille d'entraînement 24 sont réalisées en matière plastique par surmoulage du corps de pignon 44. Afin d'assurer un bon accouplement en rotation de la bague de liaison 40 et du pignon 18, la surface cylindrique interne du logement 41 comporte des striures ou des rainures longitudinales 50 de sorte que la bague de liaison 40 réalisée par surmoulage comporte des striures ou rainures complémentaires qui permettent un accouplement en rotation fiable de la bague 40 et du pignon 18. Les striures ou rainures 50 s'étendent sur une longueur limitée à l'extrémité axiale avant de la bague de liaison 40. Ainsi, la bague de liaison 40 comporte un tronçon arrière 52 qui relie l'extrémité avant striée de la bague de liaison 40 à la douille d'entraînement, et qui coopère avec une surface cylindrique lisse du logement 41. Lors du surmoulage, il est prévu des moyens qui permettent d'éviter toute adhérence de la bague de liaison 40 avec le corps de pignon 44 de manière que le tronçon arrière 52 puisse se déformer en torsion autour de l'axe A1 par rapport au corps de pignon 44. La longueur et l'épaisseur du tronçon arrière 52 déterminent les caractéristiques de résistance à la torsion de la bague de liaison 40. Cette résistance doit être suffisante pour encaisser le couple nécessaire au démarrage du moteur thermique mais ne doit pas être trop importante pour que l'on obtienne tout de même un effet d'amortissement des à-coups qui apparaissent au cours de ce démarrage. Il est prévu différents modes de réalisation de I'immobilisation axiale de la bague de liaison 40, et donc de la bague d'entraînement 24, avec le pignon 18. Dans l'exemple de réalisation qui est représenté à la figure 4, on a prévu une gorge annulaire 54 formée dans la surface cylindrique interne de l'extrémité axiale arrière du logement 41 de I'alésage 42 du corps de pignon 44. Ainsi, après surmoulage, la bague de liaison 40 comporte, sur une surface cylindrique externe, une nervure annulaire externe 56 qui est reçue dans la gorge annulaire interne 54 et qui assure l'immobilisation axiale de la bague 40 dans le pignon 18. Dans le mode de réalisation de l'invention qui est représenté à la figure 2, I'ensemble formé par la bague de liaison 40 et par la douille d'entraînement 24 présente, au niveau du raccordement de ces deux éléments, un tronçon d'accrochage 58 qui comporte une plaque annulaire transversale 60 qui s'étend radialement vers l'extérieur par rapport à la bague de liaison 40 et par rapport au corps tubulaire 34 de la douille d'entraînement 24. La plaque transversale annulaire 60 est en appui axial contre l'extrémité axiale arrière 62 du corps de pignon 44 et elle comporte un prolongement tubulaire 64 qui s'étend axialement vers l'avant depuis sa périphérie externe, autour de l'extrémité axiale arrière 62 du corps de pignon 44. L'extrémité axiale arrière 62 du corps de pignon 44 comporte, sur sa surface cylindrique externe 66, une gorge annulaire 68 dans laquelle se forme, lors du surmoulage de la douille d'entraînement 24, une nervure annulaire 70 qui s'étend radialement vers l'intérieur depuis l'extrémité avant du prolongement tubulaire 64. Cette nervure annulaire 70, reçue dans la gorge annulaire 68, permet d'immobiliser axialement la bague de liaison 40 et la douille d'entraînement 24 par rapport au pignon 18. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 2, la plaque annulaire transversale 60 forme le collet radial externe avant 26 de la douille d'entraînement 24 contre lequel s'appuient les doigts 22 de la fourche de commande 20 lorsque celle-ci provoque le déplacement vers l'avant de l'entraîneur 16. Au contraire, dans l'exemple de réalisation qui est représenté sur la figure 4, le collet radial externe avant 26 est formé par une face transversale arrière 72 de l'extrémité axiale arrière 62 du corps de pignon 44. Divers modes de réalisation du collet radial externe arrière 28 de la douille d'entraînement sont proposés. Il est ainsi possible de réaliser un collet radial externe (non représenté) réalisé venu de matière par moulage avec la douille d'entraînement 24. Pour accroître la solidité de ce collet arrière 28, on a préféré, dans le mode de réalisation représenté sur la figure 2, le réaliser sous la forme d'une pièce indépendante, par exemple une rondelle annulaire transversale métallique, dont la périphérie radiale interne est noyée, au cours du surmoulage, dans le corps tubulaire 34 de la douille d'entraînement 24 pour en assurer une fixation axiale fiable. Dans l'exemple de réalisation qui est représenté à la figure 4, la rondelle annulaire qui forme le collet arrière 26 comporte en outre un manchon tubulaire 74 qui s'étend axialement vers l'arrière depuis la périphérie radiale de la rondelle, et qui est partiellement noyé dans le corps tubulaire 34 de la douille d'entraînement 24 au cours du surmoulage. La réalisation du collet radial arrière 28 sous la forme d'une pièce rapportée, et notamment lorsque celle-ci est munie d'un manchon tubulaire axial 74, permet de renforcer la douille 24 et d'éviter que celle-ci ne se déforme selon la direction radiale sous l'effet du couple transmis entre l'arbre moteur 14 et l'entraîneur 16 par les cannelures 38 de la douille d'entraînement 24. Dans l'exemple de réalisation du démarreur qui est représenté sur la figure 1, le démarreur 10 est du type à pignon sortant, c'est-à- dire du type dans lequel le pignon et l'arbre sont en porte-à-faux et dépassent au travers d'un orifice cylindrique 80 d'une plaque avant 76 du carter 78 du démarreur. Plus précisément, le corps de pignon 44 comporte une surface cylindrique externe 82 lisse sur laquelle frotte un joint à lèvre à frottement radial 84 porté par le flasque 76 pour éviter la pénétration à l'intérieur du carter 78 d'eau ou de poussière en provenance de l'extérieur. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits. Pour accroître la solidité et la rigidité de la douille d'entraînement, il est possible de la réaliser en métal, la bague de liaison 40 étant alors une pièce rapportée qui peut, par exemple, être surmoulée sur la douille d'entraînement ou sur le corps de pignon. REVENDICATIONS 1. Démarreur de véhicule automobile, du type comportant un moteur électrique (12) dont l'arbre moteur (14) entraîne en rotation autour de son axe longitudinal (A1) un entraîneur (16) qui est mobile axialement sur l'arbre (14) pour permettre l'engrènement d'un pignon (18), agencé a l'avant de l'entraîneur (16), avec une roue dentée du moteur thermique du véhicule, du type dans lequel l'entraîneur (16) comporte, à l'arrière, une douille d'entraînement (24) qui est liée en rotation à l'arbre (14) par des cannelures (38), et du type dans lequel les déplacements axiaux de l'entraîneur (16) sont commandés par une fourche de commande (20) qui coopère avec deux collets radiaux externes, avant (26) et arrière (28), de l'entraîneur (16), caractérisé en ce qu'une bague de liaison (40) d'axe longitudinal (A1) est interposée entre la douille d'entraînement (24) et le pignon (18), en ce que la bague de liaison (40) est liée en translation et en rotation par rapport à la douille (24) et par rapport au pignon (18), et en ce que la bague de liaison (40) est souple en torsion autour de son axe longitudinal (A1) pour former un amortisseur de torsion susceptible de se déformer élastiquement sous l'effet de brusques variations du couple transmis entre la douille (24) et le pignon (18). 2. Démarreur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pignon comporte un alésage central (42) pour permettre son montage coulissant sur l'arbre moteur (14), en ce que la bague de liaison (40) est reçue au moins partiellement à l'intérieur d'un logement cylindrique interne (41) de l'alésage central (42) du pignon (18), et en ce que les surfaces externe et interne, respectivement de l'extrémité avant de la bague (40) et du logement (41), sont munies de rainures longitudinales complémentaires pour assurer l'accouplement en rotation de la bague de liaison (40) et du pignon (18). 3. Démarreur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le pignon (18) comporte une gorge annulaire (54, 68) dans laquelle est reçue une nervure annulaire (56, 70) de la bague de liaison (40) pour permettre l'accouplement en translation de la bague (40) et du pignon (18). 4. Démarreur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pignon (18) est métallique, et en ce que la bague de liaison (40) est réalisée par surmoulage en matière plastique. 5. Démarreur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la douille d'entraînement (24) est réalisée en matière plastique, et en ce que la bague de liaison (40) est réalisée venue de matière avec la douille (24). 6. Démarreur selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'au moins l'un des collets radiaux externes (26, 28) de l'entraîneur est réalisé venu de matière avec la douille d'entraînement (40) en matière plastique. 7. Démarreur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la douille d'entraînement (24) comporte un tronçon d'accrochage (58) qui est surmoulé sur l'extrémité axiale arrière (62) du pignon (18), en ce que le tronçon d'accrochage (58) comporte une plaque annulaire transversale (60) qui forme le collet radial externe avant (26) de l'entraîneur (16), et en ce que la plaque transversale (60) porte, à sa périphérie externe, un prolongement tubulaire (64) qui s'étend axialement vers l'avant et dont une paroi cylindrique interne porte une nervure annulaire interne (70) qui est reçue dans une gorge annulaire (68) formée dans une surface cylindrique externe (66) de l'extrémité arrière (62) du pignon (18) pour permettre l'accouplement en translation de la douille (24) et du pignon (18). 8. Démarreur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le collet radial avant (26) de l'entraîneur (16) est formé par une face transversale arrière (72) du pignon (18). 9. Démarreur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bague de liaison (40) comporte une nervure annulaire (56) qui est reçue dans une gorge (54) formée dans une surface cylindrique interne de l'alésage central (42) du pignon (18). 10. Démarreur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le collet radial arrière (28) est formé par une rondelle annulaire transversale rapportée sur la douille d'entraînement (24). 11. Démarreur selon la revendication 10 prise en combinaison avec la revendication 5, caractérisé en ce que la douille d'entraînement (24) et la rondelle annulaire transversale qui forme le collet arrière (28) sont liées au cours du surmoulage. 12. Démarreur selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que la rondelle annulaire (28) comporte un manchon (74) qui s'étend axialement et qui coopère avec la douille d'entraînement (24) pour former un renfort destiné à limiter les déformations de la douille (24) selon sa direction radiale.