Brevet FR2756014A1 — publié le 19980522

La présente invention concerne un démarreur pour un moteur à combustion de véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un démarreur du type comportant un lanceur qui est susceptible d'être entraîné en rotation autour de son axe par un arbre moteur du démarreur et qui est susceptible de coulisser axialement entre une position arrière de repos et une position avant de service dans laquelle le pignon du lanceur engrène avec une couronne dentée du volant du moteur thermique auquel est associé le démarreur, du type dans lequel le lanceur dépasse à l'extérieur d'un carter du démarreur au travers d'un orifice agencé dans une face externe avant du carter, et du type comportant un joint d'étanchéité qui est agencé sur le lanceur pour assurer une étanchéité du carter du démarreur, par rapport à l'extérieur, lorsque le lanceur est dans sa position arrière de repos, le joint d'étanchéité coopérant à cet effet avec une surface d'étanchéité formée en vis-à-vis dans une portion de surface appartenant à la face externe avant du carter. Pour réaliser l'étanchéité au niveau de l'orifice au travers duquel débouche le lanceur du démarreur, il est connu d'utiliser un joint à lèvre à frottement radial qui est fixé sur le carter du démarreur, autour de l'orifice, et dont une lèvre porte sur une surface cylindrique de portée du lanceur. Cette technique présente l'inconvénient de laisser en permanence la lèvre du joint en contact avec la surface de portée du lanceur. Ainsi, lorsque le lanceur est déplacé axialement de sa position de repos vers sa position de service, le frottement de la lèvre du joint sur la surface cylindrique du lanceur ralentit le déplacement axial du lanceur, ce qui peut conduire à une mise en rotation du moteur du démarreur et donc du lanceur, avant que le pignon de lanceur engrène avec la roue dentée du volant d'inertie du moteur à combustion du véhicule. Lorsque le lanceur est en rotation autour de son axe, la lèvre du joint continue de frotter contre le lanceur, et ceci à haute vitesse, ce qui provoque une détérioration rapide de la lèvre et donc une mauvaise qualité de l'étanchéité. Dans le but de résoudre ce problème, il a été proposé d'agencer un joint de type plat destiné à venir en appui, lorsque le lanceur est en position de repos, contre une face transversale externe du carter du démarreur. Cette solution présente l'inconvénient de nécessiter que le joint plat fasse office de butée de positionnement axial du lanceur en position de repos pour réaliser un bon contact du joint plat sur la face externe, et ceci quelles que soient les dispersions géométriques inhérentes à la fabrication du démarreur. De la sorte, lorsque le lanceur de démarreur revient de sa position de service à sa position arrière de repos, après avoir lancé le moteur, et alors qu'il est encore en rotation autour de son axe à un régime élevé, le joint plat frotte contre la face transversale externe du carter, ce qui ne résout pas le problème de l'usure par frottement du joint plat. Afin de remédier à cet inconvénient, il a déjà été proposé un démarreur du type mentionné précédemment dans lequel le joint d'étanchéité agencé sur le lanceur comporte une lèvre souple d'étanchéité qui coopère par son bord d'extrémité libre arrière avec une surface d'étanchéité appartenant à la face externe avant du carter, et du type dans lequel, sous l'effet de la force centrifuge due à la rotation du lanceur, la lèvre d'étanchéité se déforme pour s'écarter de la surface d'étanchéité. Cette conception permet d'éviter que le bord d'extrémité libre de la lèvre souple ne continue de frotter contre le carter lorsque le lanceur est en position active, et le joint n'assure pas la fonction de butée axiale déterminant la position arrière de repos du lanceur. Toutefois, du fait de la vitesse de rotation très élevée du lanceur, on a pu constater que la lèvre du joint d'étanchéité a tendance à se déchirer par centrifugation, en particulier à chaud car la résistance de l'élastomère constitutif du joint d'étanchéité est réduite pour les températures les plus élevées. Par ailleurs, dans la conception connue, le bord d'extrémité libre de la lèvre d'étanchéité coopère avec une surface d'étanchéité qui est constituée par une portion d'une face transversale d'extrémité avant du carter du démarreur. Du fait de cet agencement, I'élasticité axiale globale du joint d'étanchéité doit être suffisamment élevée pour supporter les variations de position relative du pignon de lanceur au repos par rapport au carter, cette position de repos étant différente d'un démarreur à l'autre en raison des tolérances de fabrication des différents composants utilisés. De plus, une lèvre d'étanchéité possédant une grande élasticité axiale présente une faible résistance à la centrifugation. L'invention a pour objet de proposer un démarreur du type mentionné précédemment qui remédie aux inconvénients qui viennent d'être mentionnés. Dans ce but, I'invention propose un démarreur caractérisé en ce que le joint d'étanchéité est associé à une carcasse agencée sur le lanceur qui comporte une jupe cylindrique d'orientation axiale qui entoure la lèvre d'étanchéité, avec jeu radial, pour limiter la déformation radiale de la lèvre d'étanchéité sous l'effet de la force centrifuge. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - la lèvre d'étanchéité est d'orientation sensiblement axiale et son bord d'extrémité libre arrière coopère avec une surface d'étanchéité cylindrique convexe coaxiale - la surface d'étanchéité est la surface périphérique d'un manchon du carter traversé axialement par le lanceur et qui se prolonge axialement vers l'avant au-delà d'une face transversale d'extrémité avant du carter - I'extrémité libre avant du manchon comporte un chanfrein qui prolonge la surface d'étanchéité et qui coopère avec le bord d'extrémité libre arrière de la lèvre d'étanchéité lors du retour du lanceur vers sa position arrière de repos - le bord d'extrémité avant de la jupe de la carcasse se prolonge radialement vers l'intérieur par un flasque transversal annulaire dont le bord radial interne est fixé au lanceur, et la lèvre d'étanchéité s'étend axialement depuis la face arrière du flasque de la carcasse - la lèvre d'étanchéité est réalisée venue de matière avec une couche de matériau souple qui recouvre la surface interne de la jupe et la face arrière du flasque de la carcasse - le bord radial interne du flasque se prolonge axialement par une douille de fixation qui est fixée par sertissage dans une portion cylindrique du pignon du lanceur - la couche de matériau souple recouvre la surface interne de la douille de fixation pour assurer une fixation étanche de la carcasse sur le pignon de lanceur - la carcasse est une pièce métallique en tôle emboutie et le joint d'étanchéité est en élastomère naturel ou synthétique. 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 au dessin annexé dans lequel la figure unique est une vue en section axiale illustrant la partie avant d'un lanceur de démarreur de véhicule automobile en association avec une partie du carter de ce dernier, I'ensemble étant équipé d'un joint d'étanchéité conforme aux enseignements de l'invention. On a représenté sur la figure une partie 10 d'un carter d'un démarreur (non représenté en détails sur la figure) de véhicule automobile dont le lanceur 12, d'axe de rotation X-X, est du type à pignon 14 sortant, c'est-à-dire que la partie d'extrémité axiale avant dentée 16 du pignon fait saillie axialement à l'extérieur du carter 10. A cet effet, le corps du pignon 14 s'étend axialement à travers un alésage cylindrique coaxial 18 du carter 10. Selon une conception connue, le pignon 14 du lanceur 12 est monté coulissant, avec interposition d'une douille 20, sur un arbre de lanceur 22 dont l'extrémité libre avant comporte une vis de butée 24 qui délimite une surface annulaire arrière de butée 26. L'alésage interne 28 du pignon 14 comporte un épaulement radial interne 30 qui est susceptible de coopérer avec le bord d'extrémité axiale avant 32 de la douille 20, ou avec la surface de butée 26 de la vis de butée 24, pour déterminer respectivement les positions axiale arrière de repos et avant active du pignon 14, ce dernier étant illustré en position arrière de repos sur la figure. Le démarreur est équipé d'un joint d'étanchéité 34 qui assure l'étanchéité du carter 10 par rapport à l'extérieur, lorsque le lanceur 12 est dans sa position arrière de repos, afin d'éviter notamment la pénétration intempestive d'eau ou de saletés à l'intérieur du carter 10 par l'orifice 18 de ce dernier. Conformément aux enseignements de l'invention, le joint d'étanchéité 34 est constitué pour l'essentiel par une lèvre d'étanchéité 36 et par une carcasse de joint 38. La carcasse 38 est ici une pièce en tôle emboutie en forme générale de coupelle qui comporte une jupe annulaire cylindrique externe 40, coaxiale à l'axe X-X de rotation du lanceur 12, qui se prolonge radialement vers l'intérieur, à partir de son bord d'extrémité axiale avant 42, par un flasque transversal d'orientation radiale 44 dont le bord radial interne 46 se prolonge axialement vers l'avant par une douille conique 48 permettant d'assurer la fixation de la carcasse 38 sur une portée cylindrique 50 du pignon 14 du lanceur 12 par sertissage de la partie d'extrémité avant de la douille 48 dans une gorge 51 du pignon. La carcasse 38 fait fonction de support de la lèvre d'étanchéité 36 qui est réalisée venue de matière avec une couche 52 de matériau élastomère qui recouvre l'intérieur de la carcasse 38, c'est-à-dire qui recouvre la surface cylindrique interne 41 de la jupe 40, la face annulaire arrière 45 du flasque 44, et la face interne de la douille de fixation 48, cette dernière portion de la couche 52 assurant une fixation étanche de la carcasse 38 sur le pignon 14 du lanceur 12. Conformément aux enseignements de l'invention, la lèvre d'étanchéité 36 est une lèvre d'orientation générale axiale qui s'étend, avec une légère conicité, vers l'arrière depuis la face annulaire interne arrière 45 du flasque 44 de la carcasse 38 et dont le bord d'extrémité libre arrière 54 est prévu pour coopérer de manière étanche avec une surface cylindrique convexe d'étanchéité 56. La surface d'étanchéité cylindrique 56 est la surface périphérique externe d'un manchon 59 qui s'étend axialement vers l'avant depuis une portion de face transversale avant 58 du carter 10 du démarreur. Le manchon 59 est un manchon annulaire traversé axialement par l'orifice cylindrique 18 et la surface d'étanchéité 56 se termine axialement vers l'avant par un chanfrein tronconique 60. La lèvre d'étanchéité 36 d'orientation axiale est ainsi entièrement logée à l'intérieur de la jupe périphérique 40 de la carcasse 38. Dans la position de repos du lanceur illustrée sur la figure, le bord d'extrémité libre arrière 54 de la lèvre d'étanchéité 36 coopère avec la surface d'étanchéité cylindrique 56 et la longueur axiale de cette dernière est déterminée de manière que le contact étanche de la lèvre 36 avec la surface d'étanchéité 56 soit assuré, en position de repos, quelles que soient les dispersions et tolérances dimensionnelles inhérentes à la fabrication des différents composants du démarreur. Lorsque le pignon 14 du lanceur 12 tourne, la lèvre d'étanchéité 36 se déforme pour s'écarter radialement vers l'extérieur, sous l'effet de la force centrifuge, les déformations de la lèvre étant limitées par la présence de la jupe 44 de la carcasse 38 contre laquelle vient prendre appui la lèvre d'étanchéité 36 et notamment le bord d'extrémité libre arrière 54 de cette dernière. Lorsque le lanceur se déplace axialement vers l'avant vers sa position active, la lèvre d'étanchéité 36 quitte la surface d'étanchéité cylindrique 56 et, lors du déplacement axial de retour du pignon 14 vers sa position arrière de repos, le chanfrein conique 60 du manchon 59 permet l'expansion radiale de la lèvre 36, de manière que son bord d'extrémité libre arrière 54 vienne à nouveau coopérer avec la surface d'étanchéité cylindrique 56. Le joint d'étanchéité 34, c'est-à-dire notamment la lèvre d'étanchéité 36 et la couche 52, peut être réalisé par surmoulage sur la carcasse métallique 38 ou fixé sur cette dernière par adhérisation, collage, sertissage, etc. La conception selon l'invention grâce à laquelle les déformations radiales de la lèvre d'étanchéité 36 sont limitées par la jupe 40 de la carcasse 38 permet une grande liberté de conception pour définir la forme exacte de la lèvre d'étanchéité 36, notamment en vue d'obtenir les caractéristiques d'élasticité souhaitées pour cette dernière. REVENDICATIONS 1. Démarreur de véhicule automobile, du type comportant un lanceur (12) qui est susceptible d'être entraîné en rotation autour de son axe (X-X) par un arbre moteur du démarreur et qui est susceptible de coulisser axialement entre une position arrière de repos et une position avant de service, du type dans lequel le lanceur (12, 14) dépasse à l'extérieur d'un carter (10) du démarreur au travers d'un orifice circulaire (18) agencé dans le carter (10), et du type comportant un joint d'étanchéité (34) qui est agencé sur le lanceur (12, 14) et dont une lèvre d'étanchéité (36) coopère par son bord d'extrémité libre arrière (54) avec une surface d'étanchéité (56) appartenant à une face transversale avant (58) du carter, et du type dans lequel, sous l'effet de la force centrifuge due à la rotation du lanceur (12, 14), la lèvre d'étanchéité (36) se déforme pour s'écarter de la surface d'étanchéité (56), caractérisé en ce que le joint d'étanchéité (34, 36) est associé à une carcasse (38, 40) agencée sur le lanceur (12, 14) qui comporte une jupe cylindrique (40) d'orientation axiale qui entoure la lèvre d'étanchéité (36), avec jeu radial, pour limiter la déformation radiale de la lèvre d'étanchéité (36) sous l'effet de la force centrifuge. 2. Démarreur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la lèvre d'étanchéité (36) est d'orientation sensiblement axiale et en ce que son bord d'extrémité libre arrière (54) coopère avec une surface d'étanchéité cylindrique convexe coaxiale (56). 3. Démarreur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la surface d'étanchéité (56) est la surface périphérique d'un manchon (59) du carter (10) traversé axialement par le lanceur (12, 14) et qui se prolonge axialement vers l'avant au-delà d'une face transversale d'extrémité avant (58) du carter (10). 4. Démarreur selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'extrémité libre avant du manchon (59) comporte un chanfrein (60) qui prolonge la surface d'étanchéité (56) et qui coopère avec le bord d'extrémité libre arrière (54) de la lèvre d'étanchéité (36) lors du retour du lanceur (12, 14) vers sa position arrière de repos. 5. Démarreur selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le bord d'extrémité avant (42) de la jupe (40) de la carcasse (38) se prolonge radialement vers l'intérieur par un flasque transversal annulaire (44) dont le bord radial interne (46) est fixé au lanceur (14), et en ce que la lèvre d'étanchéité (36) s'étend axialement depuis la face arrière (45) du flasque (44) de la carcasse (38). 6. Démarreur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la lèvre d'étanchéité (36) est réalisée venue de matière avec une couche (52) de matériau souple qui recouvre la surface interne (41) de la jupe (40) et la face arrière (45) du flasque (44) de la carcasse (38). 7. Démarreur selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que le bord radial interne (46) du flasque (44) se prolonge axialement par une douille de fixation (48) qui est fixée par sertissage dans une portion cylindrique (50, 51) du pignon (14) du lanceur (12). 8. Démarreur selon la revendication 7 prise en combinaison avec la revendication 6, caractérisé en ce que la couche (52) de matériau souple recouvre la surface interne de la douille (48) de fixation pour assurer une fixation étanche de la carcasse (38) sur le pignon (14) de lanceur (12). 9. Démarreur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la carcasse (38) est une pièce métallique en tôle emboutie, et en ce que le joint d'étanchéité (34) est en élastomère naturel ou synthétique.