Brevet FR2747158A1 — publié le 19971010

L'invention concerne un démarreur sans roue libre comportant un entraîneur muni d'un collet radial externe de butée. L'invention concerne plus particulièrement un démarreur de véhicule automobile, du type comportant un moteur électrique dont lI'arbre moteur entraîne en rotation autour de son axe longitudinal un entraîneur qui est mobile axialement sur l'arbre, entre une position reculée de repos et une position avancée active, 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 I'entraîneur comporte une surface cylindrique, agencée en arrière du pignon, pour son guidage en coulissement au travers d'une ouverture du carter du démarreur, et du type dans lequel l'entraîneur comporte un tronçon arrière qui comporte des moyens de liaison en rotation avec l'arbre moteur et des moyens pour la commande de ses déplacements. Les démarreurs sans roue libre permettent, grâce à des circuits de commande électroniques du moteur électrique du démarreur, de détecter le démarrage effectif du moteur thermique du véhicule, et de provoquer alors instantanément la coupure de I'alimentation électrique du démarreur, rendant ainsi inutile l'interposition d'un dispositif à roue libre entre l'arbre du moteur du démarreur et le pignon d'engrènement. Ainsi, I'entraîneur du démarreur peut être monté solidaire en rotation, directement sur des cannelures de l'arbre moteur. Il en résulte un évident gain d'encombrement de la partie avant du démarreur. Selon une conception classique, I'entraîneur se compose essentiellement du pignon d'engrènement qui est agencé à l'avant, du tronçon arrière de commande, qui coopère avec une fourchette de commande de ces déplacements, et d'un tronçon intermédiaire de guidage en coulissement du pignon au travers d'une ouverture pratiquée à cet effet dans une paroi transversale avant du carter du démarreur. Généralement, la position reculée de repos de l'entraîneur est déterminée par la coopération de l'extrémité arrière du tronçon de commande de l'entraîneur avec un épaulement formé sur l'arbre moteur du démarreur, en arrière des cannelures d'accouplement en rotation. Il en résulte une certaine dispersion de la position relative de l'entraîneur par rapport au carter du démarreur lorsque l'entraîneur est en position de repos. Or, I'étanchéité du démarreur est essentiellement assurée, lorsque l'entraîneur est en position de repos, par un joint à lèvre à frottement axial qui doit donc être dimensionné de manière à toujours être en contact avec une face transversale du pignon pour pouvoir assurer sa fonction d'étanchéité entre l'entraîneur et la paroi transversale du carter, cela malgré les dispersions qui affectent la position de repos de l'entraîneur. L'invention a donc pour but de proposer une nouvelle conception de l'entraîneur du démarreur qui permette d'assurer de manière simple et fiable l'étanchéité entre l'entraîneur et le carter du démarreur et qui permette par ailleurs un montage simple de I'entraîneur. Dans ce but, I'invention propose un démarreur du type vu précédemment, caractérisé en ce que l'entraîneur comporte un collet radial externe agencé axialement entre le pignon et la surface cylindrique de guidage, et en ce qu'une face axiale arrière du collet coopère avec une surface de butée agencée sur la face externe du carter pour déterminer la position reculée de repos de l'entraîneur. - le collet s'étend radialement vers l'extérieur depuis l'extrémité avant de la surface cylindrique externe de guidage de l'entraîneur; I'entraîneur est en position reculée de repos, le collet coopère avec un joint d'étanchéité pour fermer l'ouverture du carter - le joint d'étanchéité est un joint à lèvre à frottement axial - le joint d'étanchéité est reçu dans un logement annulaire qui est délimité autour de l'ouverture circulaire par deux parois cylindriques, interne et externe, et qui débouche axialement vers l'avant, et en ce que l'extrémité axiale avant de l'une des parois cylindriques du logement forme la surface de butée pour le collet radial; - le collet radial ferme le logement à l'avant lorsque I'entraîneur est en position de repos. - la surface de butée du carter qui détermine la position de repos de l'entraîneur est portée par une pièce rapportée; - le joint d'étanchéité est porté par la pièce rapportée sur laquelle est formée la surface de butée; - la surface de butée est portée par une rondelle qui est agencée sur la face externe du carter du démarreur, autour de lI'ouverture de passage de l'entraîneur; - la rondelle de butée porte, sur sa circonférence interne, un joint élastomère en forme de bague de section trapézoïdale, la petite base du trapèze est solidaire de la circonférence interne de la rondelle, la grande base du trapèze dépasse axialement de part et d'autre des faces axiales de la rondelle pour former des lèvres d'étanchéité, et, lorsque l'entraîneur est en position de repos, les lèvres d'étanchéité sont au contact respectivement avec la face arrière du collet radial de l'entraîneur et avec une face axiale externe du carter; le collet radial est réalisé venu de matière avec l'entraîneur; - le collet radial est réalisé sous la forme d'une pièce rapportée sur l'entraîneur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit et pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe partielle d'un démarreur conforme aux enseignements de l'invention; - la figure 2 est une vue partielle du démarreur de la figure 1 dans laquelle l'entraîneur est représenté en position avancée active; - les figures 3 et 4 sont des vues partielles en coupe longitudinale illustrant de manière détaillée deux modes de réalisation de l'invention; et, - la figure 5 est une vue partielle en coupe par un plan longitudinal de la rondelle d'appui du mode de réalisation de la figure 4. On a représenté sur la figure 1 un démarreur 10 de véhicule automobile comportant un moteur électrique 12 dont l'arbre moteur 14 entraîne un entraîneur 16 en rotation, autour de leur axe longitudinal commun A1. L'entraîneur 16 est susceptible de coulisser longitudinalement entre une position reculée de repos représentée sur la figure 1 et une position avancée active représentée sur la figure 2 dans laquelle un pignon 18, agencé à l'extrémité avant de l'entraîneur 16, est destiné à engrener avec une couronne dentée (non représentée) d'un volant d'inertie d'un moteur à combustion interne du véhicule. L'entraîneur 16 est de forme générale cylindrique et il comporte un alésage central longitudinal 17 qui permet son montage coulissant sur l'extrémité avant de l'arbre 14 auquel il est lié en rotation par des cannelures complémentaires 20 agencées sur l'arbre 14 et à l'arrière de l'entraîneur 16. L'entraîneur 16 est commandé entre ses positions reculée et avancée par une fourchette 22 qui est montée articulée autour d'un axe transversal A2 dans le carter 11 du démarreur 10, et qui coopère avec un tronçon arrière de commande 24 de l'entraîneur 16. De manière connue, un contacteur 26 commande les déplacements de la fourchette 22 ainsi que l'alimentation électrique du moteur 12. L'entraîneur 16 comporte, entre son pignon avant 18 et son tronçon arrière 24, un tronçon cylindrique 28 dont la surface cylindrique externe 29 permet son guidage au travers d'une ouverture circulaire 30 formée dans un flasque transversal avant 32 qui ferme le carter 11 du démarreur 10. Le tronçon cylindrique 28 de guidage de l'entraîneur 16 coulisse à l'intérieur de l'ouverture circulaire 30 avec interposition d'une bague antifriction 34. Il est par ailleurs guidé également sur un tronçon d'extrémité avant lisse 36 de l'arbre 14 du moteur 12. A cet effet, I'alésage interne 17 de l'entraîneur 16 comporte une surface cylindrique interne de guidage 37 qui coopère avec le tronçon lisse 36 de l'arbre 14, éventuellement avec interposition d'une bague antifriction (non représentée). Comme on peut le voir sur les figures, le tronçon arrière de commande 24 est de diamètre inférieur au tronçon cylindrique 28 de guidage de sorte qu'ils délimitent entre eux une face annulaire transversale 38, tournée vers l'arrière, avec laquelle coopère la fourchette de commande 22 pour solliciter l'entraîneur 16 de sa position de repos vers sa position active. Au contraire, il est prévu, à l'extrémité arrière du tronçon de commande 24, une collerette 40 qui s'étend radialement à l'extérieur et avec laquelle la fourchette 22 coopère pour ramener l'entraîneur 16 de sa position active vers sa position de repos. De manière connue, la position avancée active de l'entraîneur 16 est déterminée par la coopération d'une face radiale d'épaulement 42, formée à l'avant de la surface cylindrique de guidage 37 dans l'alésage interne 17 de l'entraîneur 16, avec une butée 44 qui est rapportée à l'extrémité axiale avant du tronçon lisse de guidage 36 de l'arbre 14. Une telle butée 44 peut être par exemple formée par une rondelle annulaire fixée en bout d'arbre par une vis. Conformément aux enseignements de l'invention, l'entraîneur 16 comporte un collet radial externe 46 qui est agencé à l'extrémité avant du tronçon cylindrique de guidage 28, en arrière du pignon 18, et qui s'étend radialement vers l'extérieur depuis la surface cylindrique externe 29 du tronçon de guidage 28. Le collet radial externe 46 comporte une face transversale annulaire arrière 48 qui est destinée à coopérer avec une butée agencée dans une face avant 50 du flasque transversal 32 du carter 11 du démarreur 10 pour déterminer la position reculée de repos de l'entraîneur 16. Dans l'exemple de réalisation qui est représenté sur les figures, le collet radial externe 46 est réalisé venu de matière avec l'entraîneur 16 mais on peut également réaliser un tel collet radial sous la forme d'une pièce rapportée. On a représenté de manière plus précise sur la figure 3 un premier mode de réalisation de l'invention. Dans ce premier mode de réalisation, le flasque transversal avant 32 du démarreur 10 comporte un palier annulaire 52 qui délimite l'ouverture circulaire 30 au travers de laquelle coulisse l'entraîneur 16. Ce palier 52 comporte un logement annulaire 54 qui débouche axialement à l'avant et qui délimite ainsi deux parois cylindriques coaxiales, d'axe A1, respectivement interne 56 et externe 58. La paroi cylindrique interne 56 porte, sur sa face cylindrique interne 60, la bague antifriction 34 dans laquelle coulisse l'entraîneur 16. Selon un premier aspect de l'invention, I'extrémité axiale avant 62 de la paroi cylindrique interne 56 du palier 52 forme une surface de butée pour le collet radial externe 46 de l'entraîneur 16 lorsque celui-ci est en position de repos. Avantageusement, on prévoira de traiter thermiquement ou d'effectuer un dépôt électrochimique sur l'extrémité axiale 62 et sur la face arrière 48 du collet 46 afin d'améliorer la tenue à l'usure de ces surfaces. De plus, un joint d'étanchéité à lèvre 64, à frottement axial, est reçu dans le logement annulaire 54 du palier 52 de telle sorte que l'extrémité libre de sa lèvre 66 dépasse axialement en avant de l'extrémité avant 62 de la paroi cylindrique interne 56. Le collet radial 46 s'étend vers l'extérieur au-delà de la paroi cylindrique interne 56, en regard du logement 54, de sorte que, lorsque l'entraîneur 16 revient de sa position active vers sa position de repos, la face annulaire arrière 48 du collet 46 arrive au contact de la lèvre 66 du joint 64 avant d'arriver en butée contre l'extrémité avant 62 de la paroi interne 56. On réalise ainsi, à coup sûr, une étanchéité fiable autour de l'ouverture 30 du palier transversal 32 lorsque l'entraîneur 16 est en position de repos. Avantageusement, comme on peut le voir sur la figure 3, la paroi cylindrique externe du palier 52 s'étend axialement en avant de l'extrémité avant 62 de la paroi interne 56, et, lorsque l'entraîneur 16 est en position de repos, le collet radial 46 est reçu axialement à l'intérieur de la surface cylindrique interne 59 de la paroi externe 58 du palier 52. Un jeu radial "j" est prévu aussi petit que possible entre le collet radial 46 et la paroi externe 58 de sorte que lorsque l'entraîneur 16 est en position de repos, le logement 54 du palier 52 est quasiment fermé, ce qui permet de protéger très efficacement le joint d'étanchéité 64 contre toute agression externe susceptible de le détériorer. Dans l'exemple de réalisation qui est représenté sur la figure 4, la surface de butée du collet radial 46 et le joint d'étanchéité sont réalisés sous la forme d'une pièce unique qui est rapportée sur une face avant du palier 52. Une bague, ou rondelle annulaire 68, qui porte sur sa circonférence interne 74 un joint d'étanchéité 70 est sertie contre la paroi avant 72 du palier 52. Un tel dispositif, représenté à la figure 5, est par exemple commercialisé par la Société LE JOINT FRANCAIS sous la dénomination "bague BS" et comporte un joint 70 en matériau élastomère souple qui possède, à l'état libre, une section de forme trapézoïdale en coupe par un plan radial. La petite base du trapèze est solidaire de la circonférence interne 74 de la bague 68 tandis que la grande base du trapèze est disposée de manière dépasser axialement de part et d'autre des deux faces latérales annulaires 76 de la rondelle 68 pour former des lèvres d'étanchéité 78. Lorsque la bague 68 est sertie axialement en appui contre la face avant 72 du palier 52, on a, à coup sûr, un contact étroit entre le joint élastomère 70 et la face axiale avant 72 du palier 52. Lorsque l'entraîneur 16 est en position de repos, le collet radial 46 est reçu en appui axialement vers l'arrière contre la bague 68 en écrasant le joint 70. On obtient ainsi une très bonne étanchéité autour de l'ouverture 30 du carter 11. La bague 68 est avantageusement réalisée en matériau à faible coefficient de frottement, tel que le bronze, ou pourvue d'un traitement spécifique destiné à améliorer sa tenue à l'usure. Une telle conception de l'entraîneur 16 du démarreur permet de réaliser de manière simple et fiable l'étanchéité du démarreur en position de repos. Par ailleurs, la collerette arrière 40 du tronçon arrière 24 de l'entraîneur 16 est prévue de diamètre inférieur à la surface cylindrique externe 29 de guidage de l'entraîneur 16, ce qui autorise un montage de l'entraîneur 16 axialement d'avant en arrière sur l'arbre moteur 14, au travers de l'orifice 30 du palier transversal 32. 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), entre une position reculée de repos et une position avancée active, pour permettre l'engrènement d'un pignon (18), agencé à l'avant de l'entraîneur (16), avec une roue dentée du moteur thermique du véhicule, et du type dans lequel l'entraîneur (16) comporte une surface cylindrique externe (29), agencée en arrière du pignon (18), pour son guidage en coulissement au travers d'une ouverture (30) du carter (11) du démarreur (10), caractérisé en ce que l'entraîneur (16) comporte un collet radial externe (46), agencé axialement entre le pignon (18) et la surface cylindrique externe de guidage (29), et en ce qu'une face axiale arrière (48) du collet (46) coopère avec une surface de butée (62, 68) agencée sur une face externe du carter (11) pour déterminer la position reculée de repos de l'entraîneur (16). 2. Démarreur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le collet (46) s'étend radialement vers l'extérieur depuis l'extrémité avant de la surface cylindrique externe de guidage (29) de l'entraîneur (16). 3. Démarreur selon la revendication 2, caractérisé en ce que, lorsque l'entraîneur est en position reculée de repos, le collet (46) coopère avec un joint d'étanchéité (64, 70) pour fermer l'ouverture (30) du carter (11). 4. Démarreur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité est un joint à lèvre à frottement axial (64). 5. Démarreur selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité (64) est reçu dans un logement annulaire (54) qui est délimité autour de l'ouverture circulaire (30) par deux parois cylindriques, interne (56) et externe (58), et qui débouche axialement vers l'avant, et en ce que l'extrémité axiale avant de l'une des parois cylindriques (56) du logement (54) forme la surface de butée pour le collet radial (46). 6. Démarreur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le collet radial (46) ferme le logement (54) à l'avant lorsque l'entraîneur (16) est en position de repos. 7. Démarreur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la surface de butée du carter (11) qui détermine la position de repos de l'entraîneur (16) est portée par une pièce rapportée (68). 8. Démarreur selon la revendication 7, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité (70) est porté par la pièce rapportée (68) sur laquelle est formée la surface de butée. 9. Démarreur selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que la surface de butée est portée par une rondelle annulaire (68) qui est agencée sur la face externe du carter (11) du démarreur (10), autour de l'ouverture (30) de passage de l'entraîneur (16). 10. Démarreur selon la revendication 9 prise en combinaison avec la revendication 8, caractérisé en ce que la rondelle de butée (68) porte, sur sa circonférence interne (74), un joint élastomère (70) en forme de bague de section trapézoïdale, en ce que la petite base du trapèze est solidaire de la circonférence interne (74) de la rondelle (68), en ce que la grande base du trapèze dépasse axialement de part et d'autre des faces axiales (76) de la rondelle (68) pour former des lèvres d'étanchéité (78), et en ce que, lorsque l'entraîneur est en position de repos, les lèvres d'étanchéité (78) sont au contact respectivement avec la face arrière (48) du collet radial (46) de l'entraîneur (16) et avec une face axiale externe (72) du carter (11). 11. Démarreur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le collet radial (46) est réalisé venu de matière avec l'entraîneur (16). 12. Démarreur selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le collet radial (46) est réalisé sous la forme d'une pièce rapportée sur l'entraîneur (16).