Brevet FR2748066A1 — publié le 19971031

I Etat de la technique. L'invention concerne un dispositif à roue libre pour le dispositif de démarrage de moteurs à combustion interne comprenant un organe d'entraînement en forme de pot, associé au dispositif de démarrage et ayant un bord et un fond, le bord du pot coopérant par des pièces de serrage avec le moyeu du moteur à combustion interne. Les dispositifs à roue libre de ce type sont con- nus. Ils permettent un fonctionnement en roue libre entre le moteur du dispositif de démarrage et un pignon de démarreur lorsque le moteur à combustion interne démarre pour que le pi- gnon de démarreur puisse être entraîné sans endommager le dis- positif de démarrage par des vitesses de rotation inac- ceptables. Le dispositif à roue libre connu comporte un organe d'entraînement en forme de pot, couplé au niveau de son fond, à l'axe d'induit du dispositif de démarrage. Le bord du pot re- çoit (dans la direction périphérique) des pièces de serrage dans des poches en forme de coin; ces pièces coopèrent avec un moyeu portant le pignon qui est ainsi associé au moteur à com- bustion interne. Les pièces de serrage sont sollicitées par les res- sorts avec une précontrainte de sorte que la forme de coin des poches garantit que pour un flux de forces allant du dispositif de démarrage vers le pignon, il y a entraînement en rotation et lorsqu'il y a passage des forces du pignon vers le dispositif de démarrage, il n'y a pas entraînement (débrayage). Pour des efforts importants, et du fait de la pression des pièces de serrage et de l'extension qui en résultent, de tels dispositifs à roue libre ont tendance à subir une usure importante car la paroi du bord du pot, reliée au fond, prend une forme conique et le contact linéaire entre les pièces de serrage en forme de cylindres de serrage et la face intérieure de la paroi du bord du pot se limite à un contact ponctuel plus ou moins grand. Ce- la conduit à une pression élevée et par suite à une forte usure. De ce fait la résistance de tels dispositifs à roue li- bre est limitée. Avantages de l'invention. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne un dispositif à roue libre du type défini ci-dessus caractérisé en ce qu'au moins au niveau des pièces de serrage le bord du pot ne présente aucune liaison mé- canique avec le fond du pot. Le dispositif à roue libre selon l'invention offre l'avantage que le bord du pot, au moins au niveau des pièces de serrage, ne présente pas de liaison mécanique avec le fond du pot. Cela permet un découplage de ces deux pièces. Pour établir le flux des forces du dispositif de démarrage vers le pignon, la pression est exercée sur les pièces de serrage. Ces pièces de serrage transmettent la pression au bord du pot qui peut s'élargir du fait du découplage dans cette zone des pièces de serrage; contrairement à l'état de la technique cela ne se traduit pas par un grippage des galets car il n'y a pas de bas- culement par rapport au fond du pot constituant l'organe d'entraînement. L'expression " pas de liaison mécanique avec le fond du pot " selon les caractéristiques évoquées ci-dessus si- gnifie que le bord et le fond du pot ne sont pas nécessairement deux pièces totalement distinctes; cela englobe le fait qu'il peut y avoir une liaison mécanique mais qui ne va pas jusque dans la zone immédiate des pièces de serrage; les forces ainsi appliquées par les pièces de serrage et les déformations qu'elle provoque peuvent être induites dans la zone respective du bord du pot mais sans qu'elles tendent à se mettre en biais par rapport au fond du pot. Selon un développement de l'invention, le bord et le fond du pot sont en une seule pièce et le découplage se fait par des encoches partielles. Ces encoches partielles sont no- tamment réalisées sous forme d'encoches radiales. On pourrait également envisager des encoches verticales dans le fond du pot; à la fois les encoches radiales et les encoches vertica- les dans chaque cas sont associées à la zone des pièces de ser- rage. Du fait de la réalisation partielle des encoches, c'est- à-dire comme celles-ci ne sont prévues que dans une zone, cela garantit que le bord du pot puisse se dilater dans la direction radiale sans basculer. Il est prévu notamment que le bord et le fond du pot sont deux pièces distinctes. Cela donne automatiquement le découplage entre le bord et le fond du pot au niveau des pièces de serrage. Selon un développement de l'invention, le bord du pot est entouré par une paroi annulaire reliée au fond du pot ou en une seule pièce avec le fond et dans la zone des pièces de serrage, il y a chaque fois un espace libre entre le bord du pot et la paroi annulaire. Lorsque le bord du pot est entouré complètement par une paroi annulaire, l'espace libre entre le bord du pot et la paroi annulaire évite que le bord du pot puisse s'élargir sans contact avec la paroi annulaire dans la zone des pièces de serrage; cela signifie que la paroi annu- laire conserve, en charge, la forme cylindrique souhaitée sans que cela ne se traduise par le " basculement " des pièces de serrage. Dans les zones " en dehors " des zones des pièces de serrage, la paroi annulaire est de préférence contre le bord du pot. Il est notamment prévu que l'intervalle libre pré- sente une section sensiblement en forme de lunule. Il est avan- tageux que le volume libre soit constitué par une partie par- tiellement aplatie de l'enveloppe extérieure du bord du pot ou par une extension partielle de la paroi annulaire. Selon un développement de l'invention, dans un pa- lier du fond du pot ou du moyeu, se trouve l'axe d'induit du dispositif de démarrage. L'axe d'induit peut de préférence por- ter une roue planétaire d'un train épicycloidal dont le porte- satellite se trouve sur l'élément d'axe de l'organe d'entraî- nement. Il est en outre prévu que les pièces de serrage soient formées par des cylindres de serrage ayant de préférence une section circulaire. Dessins. Plusieurs exemples de réalisation de l'invention sont représentés dans les dessins et seront décrits ci-après de manière plus détaillée. Ainsi: - la figure 1 est une coupe longitudinale d'un pre- mier exemple de réalisation d'un dispositif à roue libre, - la figure 2 est une vue de face du dispositif à roue libre de la figure 1 en coupe partielle, - la figure 3 est une coupe longitudinale d'un au- tre exemple de réalisation d'un dispositif à roue libre, - la figure 4 est une vue de face du dispositif à roue libre de la figure 3, partiellement coupée, - la figure 5 montre une coupe longitudinale d'un autre exemple de réalisation d'un dispositif à roue libre, - la figure 6 est une coupe partielle en vue de face de l'exemple de réalisation de la figure 5. Description des exemples de réalisation. La figure 1 montre un dispositif à roue libre 1 monté entre l'axe d'induit 2 d'un démarreur non représenté et un axe de sortie 3 comprenant un pignon d'engrènement coopérant1n avec un moteur à combustion interne pour le démarrer lorsque le démarreur fonctionne. Une fois le démarrage réussi, la vitesse de rotation du pignon d'engrènement peut dépasser la vitesse de rotation de l'axe 2 de l'induit si bien que le dispositif à roue libre 1 se met en oeuvre et assure le découplage des piè- 20 ces. L'axe d'induit 2 comporte un prolongement axial 4 placé dans un perçage formant palier 5 d'un moyeu 27. L'axe d'induit 2 porte un pignon denté 7 formant le pignon planétaire 8 d'une transmission planétaire ou train épicycloidal 9. Le train épicycloïdal 9 comporte des satellites 10 engrenant avec le pignon planétaire 8. Ces satellites sont portés par des axes 11. Eux mêmes logés dans des perçages 12 d'un organe d'entraî- nement 13. L'organe d'entraînement 13 forme un fond de pot 14 d'un organe d'entraînement 15 en forme de pot; celui-ci com-( porte un bord 16 partant du fond 14 du pot. Le fond 14 et le bord 16 du pot sont en une seule pièce. Entre le fond 14 et le bord 16, il y a des encoches 60 selon la figure 1 et qui sont représentées en trait interrompu à la figure 2. La figure 2 montre qu'il y a en tout quatre telles encoches 60. Chaque encoche 60 est prévue à la transition entre le bord 16 et le fond 14 du pot, dans la direction radiale et se trouve chaque fois au niveau de l'une des quatre pièces de serrage 25. La figure 2 montre que la pièce de serrage 25 se trouve dans la surface formée par l'encoche 60 respective et que les encoches 60 sont réalisées partiellement, c'est-à-dire par zones dans l'organe d'entraînement 15 et ont une forme d'arc concave. Dans les au- tres zones, le fond du pot fait corps avec le bord. Le contour de l'encoche 60 dépend de l'outil utilisé pour le procédé de fabrication respectif (par exemple une fraise à rainurer). La figure 1 montre une paroi annulaire 61 ayant en coupe une forme de C. La zone d'extrémité 18 de la paroi annu- laire 61 forme ainsi une collerette 19 dirigée radialement vers l'intérieur. Avant le montage, la paroi annulaire 61 a une sec- tion en forme de L permettant la mise en place des composants. Après cette mise en place, on rabat le bord pour arriver à la forme en C et la zone d'extrémité 62 est repoussée dans une ca- vité 63 du fond 14 du pot. La collerette 19 vient par-dessus une plaque de couverture 31 qui s'étend à partir de la paroi annulaire 61 en direction de l'axe de sortie 3 ou du moyeu 27 pour passer par-dessus le bord 16 du pot et aussi par-dessus les pièces de serrage 25 pour les positionner de cette manière. La figure 2 laisse apparaître un volume libre 64 au niveau de chaque pièce de serrage 25 entre le bord 16 du pot et la paroi annulaire 61. La figure 2 montre seulement une pièce de serrage 25 mais dans cet exemple de réalisation, il y a en tout quatre pièces de serrage, un intervalle angulaire de 90 . Cela signifie qu'il y a également quatre volumes libres 64 en- tre le bord 16 du pot et la paroi annulaire 61. Le volume libre 64 présente une forme de base notamment en forme de lunule. Ce- la provient de ce que la surface extérieure 22 du bord 16 est partiellement aplatie et/ou que la surface intérieure 23 de la paroi annulaire 61 est partiellement déformée et/ou que la pa- 0 roi annulaire 61 est partiellement élargie. La figure 1 montre que le volume libre 64 s'étend sur toute la hauteur du bord 16 du pot. La paroi intérieure 24 du bord du pot 16 coopère avec les pièces de serrage 25 en forme de cylindre de serrage. Les axes longitudinaux des cylindres de serrage sont parallèles à l'axe de rotation de l'axe de l'induit 2. Les axes des gou- jons d'axe 11 sont également parallèles à l'axe géométrique de l'axe d'induit 2. Dans l'exemple de réalisation des figures 1 et 2, les éléments d'axe 11 et les cylindres de serrage 25 se trouvent sur les mêmes axes géométriques. Entre les cylindres de serrage 26 se trouve le moyeu 27 à paroi enveloppe cylindri- que 28. Le moyeu 27 est solidaire en rotation du pignon d'engrènement. De préférence, entre la plaque de couverture 31 et les cylindres de serrage 26, il y a une pièce formant cage 32 pour les cylindres de serrage 26. Selon la figure 2, le bord 16 du pot présente des poches 29 en forme de coin pour les cy- lindres de serrage 26; les cylindres 26 sont poussés par des ressorts de compression en spirale 30, sensiblement tangentiel- lement à l'axe de rotation de l'axe d'induit 2. Dans les exemples de réalisation des figures 1 à 6, le moyeu 27 du dispositif à roue libre 1 est réalisé à l'extrémité de l'axe de sortie 3 en une pièce avec ce moyeu re- cevant le pignon d'engrènement non représenté, de manière con- nue par un filetage à pas droit, par l'intermédiaire d'un électroaimant d'engagement du démarreur qui provoque l'en- gagement axial. Le fonctionnement est le suivant: lorsque à l'état embrayé de la roue libre 1, l'axe d'induit 2 entraîne l'organe d'entraînement 15 par la transmission épicycloidale 9, les for- ces qui s'établissent, repoussent les cylindres de serrage 26 dans leurs logements 29 qui se rétrécissent; les cylindres exercent alors une force radiale sur le bord 16 du pot et glo- balement on a un chemin de transmission de force. Le bord 16 du pot peut alors s'élargir élastiquement de manière plane paral- lèlement à la surface de l'enveloppe intérieure 23 du bord an- nulaire 61. Comme entre le bord 16 et la paroi annulaire 61, au niveau des cylindres de serrage 26, se trouve le volume libre 64, le bord 16 du pot peut s'étendre sans toucher la paroi an- nulaire 61 à cet endroit. Comme du fait des encoches 60, dans chaque zone des pièces de serrage 25, il n'y a pas de liaison mécanique directe avec le fond 14 du pot, cela évite que le bord 16 du pot ne se mette en biais. Pour tous les états de charge, la paroi annulaire 26 conserve sa forme cylindrique souhaitée. Cette extension " non gênée " du bord 16 du pot as- sure une induction optimale des forces et leur transmission sans provoquer un élargissement conique de l'organe d'entrai- nement 15 en forme de pot, si bien que l'application linéaire des forces du cylindre de serrage 26 reste conservée même dans des conditions de fonctionnement extrême du dispositif à roue libre 1. L'exemple de réalisation des figures 3 et 4 corres- pond pour l'essentiel à l'exemple de réalisation des figures 1 et 2 de sorte que la description faite ci-après ne concerne que les différences. Celles-ci sont telles que vues dans la direc- tion périphérique, dans l'exemple de réalisation des figures 1 et 2, il y a quatre cylindres de serrage 26 alors que dans ce- lui des figures 3 et 4, il n'y a que trois cylindres de serrage 26 et pour la même raison seulement trois éléments d'axe 11 ré- partis suivant un angle de 1200. Les axes 1l et les cylindres de serrage 26 sont décalés d'un angle de 45 comme cela appa- raît dans l'exemple de la figure 4. Dans cet exemple, les trois cylindres de serrage sont prévus chaque fois dans une encoche comme cela a été déjà le cas pour l'exemple des figures 1 et 2. De même au niveau des cylindres de serrage 26, se trouve chaque fois un volume libre 64. Pour le fonctionnement de l'exemple de réalisation des figures 3 et 4, on se reportera à la description des figures 1 et 2. Dans l'exemple de réalisation des figures 5 et 6 on a utilisé les mêmes références que dans l'exemple des figures 1 et 2 et on se reportera à la description des figures 1 et 2. La description suivante ne concernera que les différences des deux exemples. La figure 5 montre que le bord 16 et le fond 14' du pot sont deux pièces séparées. A la figure 5, la paroi annu- laire 61 fait corps avec le fond 14' du pot. A l'équerre par rapport au fond 14' se trouve un prolongement formant palier 33 associé au palier 17 du moyeu 27. Les éléments d'axe 11 sont décalés angulairement par rapport aux cylindres de serrage 26 comme le montre la fi- gure 6. Cela permet aux éléments d'axe 11 (de même qu'aux cy- lindres de serrage 26) d'arriver jusqu'au bord 16 du pot et de pénétrer dans les logements de réception 34. Ils traversent également les perçages de réception 12 du fond 14' du pot. Cela donne une longueur axiale beaucoup plus courte pour le disposi- tif à roue libre 1. La division en deux parties, du bord 16 et du fond 14' du pot de l'exemple de réalisation de la figure 5 n'entraîne pas d'encoches, car il y a automatiquement un décou- plage entre le fond 14' et le bord 16. Ce découplage fonctionne comme les encoches 60 des figures 1 à 4. Il y a des espaces li- bres 64 au niveau des cylindres de serrage 26. Dans les exemples de réalisation, le moyeu 27 de l'embrayage à roue libre fait corps avec l'extrémité de l'axe d'entraînement sur lequel le pignon d'engrènement non représen- té, s'engage suivant un mouvement axial de manière connue, par l'intermédiaire d'un filetage à pas important de l'axe de sor- tie sous l'effet de l'aimant d'engagement du démarreur. R E V E N D I C A T I O N S 1 ) Dispositif à roue libre pour le dispositif de démarrage de moteurs à combustion interne comprenant un organe d'entraî- nement en forme de pot, associé au dispositif de démarrage et ayant un bord et un fond, le bord du pot coopérant par des piè- ces de serrage avec le moyeu du moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu' au moins au niveau des pièces de serrage (25) le bord (16) du pot ne présente aucune liaison mécanique avec le fond (14, 14') 0) du pot. 2 ) Dispositif à roue libre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bord (16) et le fond (14) du pot sont réalisés en une seule pièce et le découplage est obtenu par des encoches partielles (60). 3 ) Dispositif à roue libre selon une quelconque des revendica- tions 1 et 2, caractérisé en ce que le bord (16) et le fond (14') du pot sont deux pièces distinc- tes. 4 ) Dispositif à roue libre selon une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que le bord (16) du pot est entouré d'une paroi annulaire (61) re- liée au fond (14) du pot ou faisant corps avec le fond (14') du pot et au niveau des pièces de serrage (25), il y a chaque fois un volume libre (64) entre le bord (16) du pot et la paroi an- nulaire (61). ) Dispositif à roue libre selon la revendication 4, caractérisé en ce que le volume libre (64) présente de préférence une section en forme de lunule. 1b) 6 ) Dispositif à roue libre selon une quelconque des revendica- tions 4 et 5, caractérisé en ce que le volume libre (64) est formé par un aplatissement partiel de l'enveloppe extérieure (22) du bord (16) du pot ou par une ex- tension partielle de la paroi annulaire (G61). 7 ) Dispositif à roue libre selon une quelconque des revendica- tions 1 à 6, I1) caractérisé en ce que dans un palier (35) du fond (14) du pot ou du moyeu (27) se trouve monté l'axe d'induit (2) du dispositif de démarrage. 8 ) Dispositif à roue libre selon une quelconque des revendica- tions 1 à 7, caractérisé en ce que les pièces de serrage (25) sont des cylindres de serrage (26) de section circulaire.