Brevet FR2754855A1 — publié le 19980424

L'invention concerne un démarreur de véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un démarreur du type comportant un lanceur qui est mobile axialement sur un arbre moteur du démarreur, entre une position arrière de repos et une position avant dans laquelle il engrène avec une roue dentée d'un volant du moteur thermique du véhicule, du type dans lequel les déplacements du lanceur sont commandés par un levier articulé qui est entrainé en pivotement par un contacteur électromagnétique. Les démarreurs conventionnels comportent une roue libre interposée entre le pignon et la douille d'entraînement du lanceur. 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 galets qui permettent d'amortir les vibrations 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 du moteur. 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 démarreurs dits "électroniques" comportent des moyens de détection du démarrage du moteur thermique et de commande du contacteur pour provoquer le retour du lanceur vers sa position de repos par l'intermédiaire du levier de commande sur lequel agit le contacteur. Ces démarreurs utilisent ainsi 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, l'encombrement et le prix du démarreur. Toutefois, en supprimant cette roue libre, on supprime aussi la fonction d'amortissement des à-coups, au détriment de la tenue mécanique du démarreur et de son bruit de fonctionnement. De plus, sur des moteurs thermiques à forte accélération angulaire, le démarreur dont ils sont équipés peut être entraîné en survitesse pendant une brève période correspondant au temps de réponse du dispositif électronique ce qui nuit à la tenue mécanique du démarreur et occasionne un bruit gênant dû à la vitesse de rotation élevée de l'induit du moteur électrique. Afin de remédier à ces inconvénients, I'invention propose un démarreur "électronique" du type mentionné précédemment, caractérisé en ce que le lanceur comporte une douille d'entraînement liée en rotation avec l'arbre moteur par des cannelures et comporte un pignon de lanceur coaxial, agencé à l'avant de la douille par rapport à laquelle il peut se déplacer axialement et à laquelle il est lié en rotation par un engrenage positif à dents de loup dont les deux séries de dents, arrière et avant, sont formées respectivement sur la douille et sur le pignon, et en ce que le lanceur comporte des moyens élastiques, interposés entre la douille et le pignon, qui sollicitent élastiquement les deux séries de dents en engrènement mutuel. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - chacune des séries arrière et avant de dents de loup est formée sur une surface annulaire transversale orientée axialement vers l'avant et l'arrière, respectivement - les moyens élastiques comportent au moins un élément déformable élastiquement qui est monté comprimé axialement entre des surfaces d'appui arrière du pignon et avant de la douille - la douille du lanceur comporte un corps tubulaire comportant des cannelures internes, et la série de dents arrière est formée à l'extrémité libre avant du corps de la douille - le corps tubulaire de la douille se prolonge au voisinage de son extrémité avant par une paroi transversale et par une jupe annulaire cylindrique qui délimitent un logement, ouvert axialement vers l'avant, dans lequel est reçu à rotation et de manière coulissante un collet radial arrière du pignon de lanceur sur la face annulaire transversale arrière duquel sont formées les dents de ladite série avant de dents - la jupe de la douille porte un capot de fermeture dont une plaque avant d'orientation radiale s'étend en regard de l'extrémité axiale ouverte du logement de la douille, et ledit élément élastique est interposé entre une portion annulaire de la face transversale avant du collet du pignon et une portion annulaire de la face interne de la plaque radiale du capot - le corps tubulaire de la douille est reçu en coulissement axial et en rotation dans un logement, formé à l'arrière du corps du pignon et ouvert axialement vers l'arrière, qui est délimité par une paroi transversale et par une jupe annulaire cylindrique, et en ce que la série de dents avant est formée dans le fond du logement du pignon - les extrémités libres avant de la douille et arrière de la jupe du pignon comportent un épaulement radial, externe et interne respectivement, entre lesquels est interposé ledit élément élastique. 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 section partielle par un plan passant par l'axe du moteur et du contacteur, qui illustre un démarreur de véhicule automobile dont le lanceur est réalisé conformément à l'état de la technique; - la figure 2 est une vue à plus grande échelle qui illustre en section axiale les principaux composants d'un lanceur de démarreur réalisé conformément aux enseignements de l'invention, qui sont illustrés de manière éclatée avant leurs assemblage et montage sur le démarreur - la figure 3 est une vue similaire à celle de la figure 2 qui illustre les composants du lanceur en position assemblée ; et - la figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 3 qui illustre une variante de réalisation du lanceur de démarreur conforme aux enseignements de l'invention. Dans la description qui va suivre, des composants identiques, similaires ou analogues sont désignés par les mêmes chiffres de référence sur toutes les figures. On a représenté à la figure 1 un démarreur 10 destiné à équiper un moteur thermique de véhicule automobile qui, selon une conception connue, est constitué pour l'essentiel par un moteur électrique 12 dont l'arbre de sortie 14 s'étend axialement vers l'avant, c'est-à-dire vers la gauche en considérant la figure 1, pour constituer l'arbre d'entrée d'un train épicycloïdal 16 dont l'arbre de sortie 18, coaxial à l'arbre 14 du moteur 12 d'axe X-X, porte de manière coulissante un lanceur de démarreur 20. Selon une conception connue, le lanceur 20 est constitué pour l'essentiel par une douille d'entraînement 22 et par un pignon avant de lanceur 24. La douille 22 comprend un corps de douille tubulaire 26 qui comporte des cannelures internes 28 destinées à permettre l'entraînement en rotation de la douille 22, et donc du lanceur 20, par l'arbre 18 qui comporte des cannelures complémentaires, tout en permettant des déplacements axiaux du lanceur 20 le long de l'arbre 18, de sa position arrière de repos illustrée à la figure 1, vers sa position active avant (non représentée sur la figure) dans laquelle les dents 30 du pignon 24 viennent engrener avec les dents de la couronne dentée 32 appartenant au volant du moteur thermique du véhicule. Les déplacements axiaux de la douille 22 le long de l'arbre 18 sont commandés par un levier 34 qui est monté pivotant dans le boîtier du démarreur 12 autour d'un axe transversal Y-Y, perpendiculaire à l'axe X-X, et sur l'extrémité supérieure 36 duquel agit la tige 38 appartenant à un contacteur électromagnétique 40. L'extrémité inférieure 35, en considérant la figure 1, du levier 34 est conçue en forme de fourche et elle comporte deux bras parallèles verticaux qui entourent le corps tubulaire 26 de la douille 22 et qui sont reçus entre des collets radiaux avant 42 et arrière 44. Le levier 34 est illustré à la figure 1 dans sa position de repos dans laquelle le lanceur 20 est ramené vers l'arrière, et il est illustré en silhouette dans sa position active qu'il occupe, sous l'action du contacteur électromagnétique 40, pour provoquer une translation axiale d'arrière en avant du lanceur 20 le long de l'arbre 18 jusqu'à sa venue en contact avec un organe de butée 19 ménagé à l'extrémité de l'arbre 18. Le lanceur 20 illustré à la figure 1 appartient à un démarreur dit "électronique" et il ne comporte ici aucun moyen d'amortissement élastique en torsion, le lanceur 20 pouvant par exemple être réalisé en une seule pièce de forme générale tubulaire forgée et usinée, notamment pour y réaliser les cannelures internes 28 et les dents 30 du pignon de lanceur 24. Le lanceur 20 illustré aux figures 2 et 3, qui est réalisé conformément aux enseignements de l'invention, comporte une douille de lanceur arrière 22 et un pignon de lanceur avant 24 qui sont deux composants distincts. La douille de lanceur 22 comporte un corps de douille tubulaire 26 dont la partie arrière de l'alésage interne 50 comporte les cannelures hélicoïdales 28. Le collet radial arrière 44 est constitué par un flanc radial extérieur 52 qui s'étend depuis le corps tubulaire 54 d'une virole qui est montée rapportée sur la surface cylindrique externe 27 du corps tubulaire 26 sur laquelle elle est sertie ou emboîtée élastiquement, par exemple au moyen de griffes 56 prévues pour être reçues dans des crans correspondants 58 formés dans la surface cylindrique externe 27 de la douille de lanceur 22. Le corps tubulaire 26 de la douille de lanceur 22 se prolonge, au voisinage de son extrémité axiale avant, par une paroi transversale 60, qui s'étend radialement vers l'extérieur, et qui se prolonge ellemême axialement vers l'avant par une jupe annulaire cylindrique 62. La paroi transversale 60 et la jupe 62 délimitent un logement 64 qui est ouvert axialement vers l'avant et dans la partie centrale duquel s'étendent les dents de loup 66 appartenant à une série arrière de dents formées à l'extrémité axiale avant du corps tubulaire 26 de la douille de lanceur 22. La série de dents 66 est ainsi formée sur une surface annulaire centrale orientée axialement vers l'avant. Le collet radial avant 42 de la douille de lanceur 22 est ici constitué par la face transversale arrière 61 de la paroi transversale 60. Le pignon de lanceur 24 comporte un corps tubulaire de pignon 68 dont l'alésage interne lisse 70 permet son montage coulissant et à rotation sur l'arbre 18 du démarreur 10. Les dents 30 du pignon 24 sont taillées dans la masse du corps de pignon 68 et la face d'extrémité axiale annulaire arrière 72 de ce dernier comporte des dents de loup 74 appartenant à une série avant de dents de loup qui sont complémentaires des dents de la série arrière 66 formée dans la douille 22. Au voisinage de son extrémité axiale arrière, le corps 68 du pignon 24 se prolonge radialement vers l'extérieur par un collet radial 76 dont le diamètre global est légèrement inférieur au diamètre interne de la jupe 62 de manière qu'il puisse être reçu en coulissement axial et en rotation dans le logement 64. Les dents de loup 66 et 74 sont des dents de profils dissymétriques et complémentaires qui permettent d'assurer un entraînement en rotation du pignon 24 par la douille 22, dans un sens de rotation, tout en permettant un glissement en rotation des deux composants dans l'autre sens de rotation relative, par glissement mutuel des flancs inclinés des dents 66 et 74, avec un déplacement axial correspondant du pignon 24 par rapport à la douille 22 pour permettre l'échappement des dents et leur engrènement à nouveau après rotation relative de la douille 22 et du pignon 24. La liaison axiale, avec possibilité de déplacement relatif, du pignon 24 et de la douille 22 du lanceur 20 est assurée au moyen d'un capot de fermeture 80 qui est par exemple une pièce en tôle emboutie constituée par une paroi cylindrique périphérique en forme de bague 82 qui est prévue pour être sertie (voir figure 3) sur la jupe 62 de la douille 22 et par une plaque annulaire avant 84 d'orientation radiale qui s'étend en regard, en position montée, de l'extrémité axiale avant ouverte du logement 64. Le logement 64 reçoit un ressort 86 qui est monté comprimé axialement entre la face transversale avant 77 du collet radial 76 du pignon 24 et la face annulaire intérieure 88, orientée axialement vers l'arrière, de la plaque radiale 84 du capot 80, de manière à solliciter élastiquement en permanence la douille 22 et le pignon 24 axialement l'un vers l'autre, c'est-à-dire à solliciter les dents de loup 66 et 74 en engrènement mutuel. On décrira maintenant le mode de fonctionnement du démarreur 10 équipé d'un lanceur conforme aux enseignements de l'invention tel que celui illustré aux figures 2 et 3. Lorsque le démarreur entraîne le moteur thermique, le lanceur 20 est déplacé axialement vers l'avant et il est poussé par le levier 34 contre la bague de butée 19 qui équipe l'extrémité avant de l'arbre 18, du fait de la réaction axiale provoquée par les cannelures hélicoïdales 28. Dans cette position, les dents de loup 66 et 74 assurent la transmission du couple. Au cours de la brève période qui précède l'arrêt du démarreur, la couronne dentée 32 devient motrice et le couple appliqué au lanceur change de sens. Les dents de loup 66 et 70 sont alors sollicitées sur leurs flancs inclinés et elles glissent l'une par rapport à l'autre en comprimant le ressort 86 jusqu'à ce que les dents 66 et 70 se désaccouplent, ce qui évite ainsi que les dents 30 du pignon 24 échappent de leur engrènement avec les dents de la couronne 32, et ceci jusqu'à ce que la coupure de l'alimentation du contacteur 40 soit provoquée par le circuit électronique de pilotage du fonctionnement du démarreur (non représenté sur les figures). Selon une variante de réalisation qui n'est pas représentée sur les figures, la douille 22 peut être réalisée en matière plastique de façon à réduire les bruits de fonctionnement du lanceur, à améliorer la résistance à l'usure et à absorber les chocs torsionnels de fonctionnement grâce à l'élasticité angulaire du tronçon cylindrique du corps tubulaire 26 compris entre les dents de loup 66 et les cannelures hélicoïdales 28. La conception du lanceur 20 conforme aux enseignements de l'invention et illustré aux figures 2 et 3 permet d'éviter une usure prématurée des dents du pignon 24 et de la couronne 32, et elle évite la détérioration du démarreur en cas de dysfonctionnement occasionnel du système de pilotage électronique de l'arrêt du démarreur. De plus, la conception du lanceur selon l'invention est peu encombrante, c'est-à-dire qu'elle n'accroît pas la longueur axiale du lanceur par rapport à l'agencement selon l'état de la technique illustré à la figure 1. On décrira maintenant le second mode de réalisation illustré à la figure 4. Dans ce second mode de réalisation, le corps tubulaire 26 de la douille 22, avec sa portion axiale avant diamétralement élargie qui comporte les dents de loup 66, est reçu en coulissement et en rotation dans un logement 164 formé à la partie arrière du pignon 24 qui est délimité radialement vers l'extérieur par une jupe annulaire cylindrique 162 appartenant au corps du pignon 24 qui s'étend axialement vers l'arrière depuis la face transversale 72 dans laquelle sont formées les dents de loup 74. Les dents 74 sont ainsi formées dans le fond 172 du logement 164 et la jupe 162 se prolonge radialement vers l'extérieur, au voisinage de son extrémité axiale arrière, par une collerette 63 dont la face transversale arrière 160 constitue le collet radial avant 42 de la douille 22. Le ressort 86, qui est ici un ressort hélicoïdal de compression, est interposé entre un épaulement radial externe 188 qui s'étend radialement à l'extrémité axiale avant du corps tubulaire 26 de la douille 22, et un épaulement arrière constitué par un anneau élastique 177 monté à l'intérieur de la jupe 162 de la douille 24 à l'extrémité axiale arrière de cette dernière. Le fonctionnement du lanceur 20 illustré à la figure 4 est identique à celui mentionné précédemment. Comme on peut le voir en comparant les figures 3 et 4, la conception selon la figure 4 permet de supprimer la présence du capot de fermeture 80. REVENDICATIONS 1. Démarreur de véhicule automobile, du type comportant un lanceur (20) qui est mobile axialement sur un arbre moteur du démarreur, entre une position arrière de repos et une position avant dans laquelle il engrène avec une roue dentée (32) d'un volant du moteur thermique du véhicule, du type dans lequel les déplacements du lanceur (20) sont commandés par un levier articulé (34) qui est entraîné en pivotement par un contacteur électromagnétique (40), et du type dans lequel le démarreur comporte des moyens de détection du démarrage du moteur thermique et de commande du contacteur pour provoquer le retour du lanceur (20) vers sa position de repos par l'intermédiaire du levier de commande, caractérisé en ce que le lanceur comporte une douille d'entraînement (22) liée en rotation avec l'arbre moteur par des cannelures (28) et comporte un pignon de lanceur coaxial (24), agencé à l'avant de la douille (22) par rapport à laquelle il peut se déplacer axialement et à laquelle il est lié en rotation par un engrenage positif à dents de loup (66, 74) dont les deux séries de dents, arrière (66) et avant (74), sont formées respectivement sur la douille (22) et sur le pignon (24), et en ce que le lanceur comporte des moyens élastiques (86), interposés entre la douille (22) et le pignon (24) qui sollicitent élastiquement les deux séries de dents (66, 74) en engrènement mutuel. 2. Démarreur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacune des séries arrière (66) et avant (74) de dents de loup est formée sur une surface annulaire transversale orientée axialement vers l'avant et l'arrière, respectivement. 3. Démarreur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens élastiques (86) comportent au moins un élément déformable élastiquement qui est monté comprimé axialement entre des surfaces d'appui arrière (77, 177) du pignon (24) et avant (88, 188) de la douille (22). 4. Démarreur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la douille (22) du lanceur (20) comporte un corps tubulaire (26) comportant des cannelures internes (28) , et en ce que la série de dents arrière (66) est formée à l'extrémité libre avant du corps (26) de la douille (22). 5. Démarreur selon la revendication précédente prise en combinaison avec la revendication 2, caractérisé en ce que le corps tubulaire (26) de la douille (22) se prolonge au voisinage de son extrémité avant par une paroi transversale (60) et par une jupe annulaire cylindrique (62) qui délimitent un logement (64), ouvert axialement vers l'avant, dans lequel est reçu à rotation et de manière coulissante un collet radial arrière (76) du pignon de lanceur (24) sur la face annulaire transversale arrière (72) duquel sont formées les dents de ladite série avant de dents (74). 6. Démarreur selon la revendication précédente prise en combinaison avec la revendication 3, caractérisé en ce que la jupe (62) de la douille (22) porte un capot (80) de fermeture dont une plaque avant (84) d'orientation radiale s'étend en regard de l'extrémité axiale ouverte du logement (64) de la douille (22), et en ce que ledit élément élastique (86) est interposé entre une portion annulaire (77) de la face transversale avant du collet (76) du pignon (24) et une portion annulaire de la face interne (88) de la plaque radiale (84) du capot (80). 7. Démarreur selon la revendication 4 prise en combinaison avec la revendication 2, caractérisé en ce que le corps tubulaire (26) de la douille (22) est reçu en coulissement axial et en rotation dans un logement (164), formé à l'arrière du corps (68) du pignon (24) et ouvert axialement vers l'arrière, qui est délimité par une paroi transversale (72) et par une jupe annulaire cylindrique (162), et en ce que la série de dents avant (74) est formée dans le fond (172) du logement (164) du pignon (24). 8. Démarreur selon la revendication précédente prise en combinaison avec la revendication 3, caractérisé en ce que les extrémités libres avant de la douille (22) et arrière de la jupe (162) du pignon (24) comportent un épaulement radial, externe (188) et interne (177) respectivement, entre lesquels est interposé ledit élément élastique (86).