Brevet FR2754856A1 — publié le 19980424

La présente invention concerne un lanceur pour un démarreur de véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un lanceur pour un démarreur comportant un moteur électrique dont l'arbre moteur entraîne en rotation, autour de son axe longitudinal, un entraîneur qui est mobile axialement sur l'arbre du démarreur pour permettre l'engrènement d'un pignon de lanceur, 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, du type dans lequel les déplacements axiaux de l'entraîneur sont commandés par une fourche de commande qui coopère avec deux collets radiaux externes, avant et arrière, de l'entraîneur, et du type dans lequel un mécanisme d'entraînement unidirectionnel en rotation, notamment une roue libre, est interposé entre la douille d'entraînement et le pignon. Selon une conception connue la plus répandue dans les démarreurs de véhicule automobile, le dispositif d'entraînement unidirectionnel est une roue libre à galets. La transmission des couples se fait par adhérence des galets sur des rampes formées en vis-à-vis. La transmission de couples élevés par l'intermédiaire d'une telle roue libre est limitée par les pressions admissibles de contact entre les galets et les rampes. Pour augmenter la capacité de transmission de couples élevés, on est conduit à augmenter le nombre des galets, leur longueur ou encore leur diamètre. En conséquence, les lanceurs à galets à forte capacité sont encombrants, lourds et coûteux. II est par ailleurs connu des lanceurs dits à commande positive, et par exemple à "dents de loup" qui permettent de transmettre des couples très élevés pour un encombrement et un poids réduits du lanceur. Toutefois, ces lanceurs ont pour inconvénient de n'effectuer qu'un très faible amortissement en rotation. Ainsi, après chaque cycle de compression du moteur thermique, lorsque la roue libre passe de la position débrayée à la position embrayée, le démarreur devient brusquement menant. II en résulte des chocs nuisibles pour la tenue mécanique des différents composants du démarreur et qui sont désagréables pour l'utilisateur du fait de l'émission sonore qui accompagne chacun de ces chocs. L'invention a pour but de proposer une nouvelle conception d'un lanceur de démarreur à forte capacité de transmission de couples et à forte capacité d'amortissement. Dans ce but l'invention propose un lanceur du type mentionné précédemment, caractérisé en ce qu'un amortisseur de torsion susceptible de se déformer élastiquement sous l'effet de brusques variations du couple transmis entre la douille et le pignon est interposé entre la roue libre et le pignon, ou entre la roue libre et la douille. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - la roue libre et l'amortisseur de torsion sont agencés concentriquement dans un logement de forme générale annulaire qui est délimité radialement vers l'intérieur par une surface cylindrique convexe du pignon et radialement vers l'extérieur par une surface cylindrique concave de la douille - la roue libre est agencée radialement vers l'intérieur, et l'amortisseur de torsion est interposé radialement entre la roue libre et la surface cylindrique concave de la douille - une bague d'entraînement est montée à rotation dans le logement, la bague constitue un premier des deux composants principaux de la roue libre mobiles en rotation l'un par rapport à l'autre, le second desdits deux composants étant constitué par le pignon de lanceur, et l'amortisseur de torsion est interposé entre la bague d'entraînement et la surface cylindrique concave de la douille - la roue libre comporte au moins un cliquet porté par l'un desdits deux composants principaux et qui est sollicité élastiquement radialement pour coopérer avec les dents d'une piste cylindrique dentée formée en vis à vis dans l'autre desdits deux composants - le cliquet est agencé dans un logement formé dans la surface cylindrique convexe du pignon, et la piste dentée est formée dans la surface cylindrique interne de la bague d'entraînement qui s'étend axialement en vis à vis de la surface cylindrique convexe du pignon - I'amortisseur de torsion est agencé entre la surface cylindrique concave de la douille et la surface cylindrique externe de la bague d'entraînement - I'amortisseur de torsion comporte au moins un élément déformable élastiquement qui est interposé angulairement entre deux parties en relief qui font saillie radialement, respectivement vers l'extérieur depuis la surface cylindrique externe de la bague d'entraînement, et vers l'intérieur depuis la surface cylindrique concave de la douille - I'amortisseur de torsion comporte plusieurs éléments déformables élastiquement qui sont interposés angulairement entre des parties en relief qui font alternativement saillie radialement depuis lesdites surfaces cylindriques externe de la bague et concave de la douille - chaque élément déformable est un bloc en matériau élastomère, naturel ou synthétique - chaque élément déformable est un ressort hélicoïdal de compression ou un ressort constitué par un empilement de lames ou de rondelles métalliques déformables élastiquement - la douille comporte un manchon arrière lié en rotation à l'arbre moteur du démarreur et une jupe annulaire cylindrique avant dont la surface interne constitue la surface cylindrique concave de la douille, le manchon et la jupe étant reliés entre eux par une paroi transversale d'orientation radiale qui constitue le collet radial avant. L'invention propose aussi un démarreur comportant un lanceur conforme aux enseignements de l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels - La figure 1 est une vue en perspective éclatée des différents composants d'un lanceur de démarreur réalisé conformément aux enseignements de l'invention; - la figure 2 est une vue en section, selon la ligne 2-2 de la figure 3 ; du lanceur illustré à la figure 1 dont les composants sont assemblés ; et - la figure 3 est une vue en section selon la ligne 3-3 de la figure 2. On a représenté à la figure 1 un lanceur 10 constitué essentiellement par un entraîneur comportant une douille d'entraînement 24 agencée à l'arrière, c'est-à-dire à droite en considérant les figures 1 et 2, en forme générale de cloche qui est susceptible d'entraîner en translation axiale et en rotation un pignon de lanceur 18 qui est agencé à l'avant du lanceur. Le lanceur est un lanceur d'axe longitudinal de rotation Al qui correspondant à l'arbre moteur (non représenté) du démarreur électrique (non représenté sur les figures) dont une portion cannelée est reçue dans des cannelures internes 38 formées dans la partie arrière 40 d'un manchon tubulaire 34 appartenant à la douille 24. Le manchon tubulaire 34 se prolonge axialement vers l'avant puis par une paroi transversale d'orientation radiale 36 dont la face externe 35 constitue un collet radial avant 26 de l'entraîneur, un collet radial arrière 28, qui s'étend radialement en vis-à-vis étant constitué par une rondelle 30 rapportée à la partie arrière 40 de la douille 24. Selon une conception connue, les collets radiaux avant 26 et arrière 28 permettent d'entraîner axialement, c'est-à-dire le long de l'axe Al, le lanceur 10 vers l'avant ou vers l'arrière au moyen d'une fourche dont les déplacements sont commandés par le contacteur électromagnétique du démarreur. La paroi transversale 36 se prolonge axialement vers l'avant, c'est-à-dire vers la gauche en considérant les figures 1 et 3, par une jupe cylindrique annulaire 42 délimitée par une surface cylindrique concave interne 44 et par une surface cylindrique externe 47. Le pignon de lanceur est constitué par un corps de pignon 48 de forme générale cylindrique tubulaire dont la partie extérieure comporte des dents 46 susceptibles d'engrener avec les dents d'une couronne appartenant au volant d'inertie (non représenté) du moteur à combustion équipé d'un démarreur comportant le lanceur 10. Le corps tubulaire 48 délimite un alésage interne 50 dans lequel est reçue en coulissement et en rotation l'extrémité libre de l'arbre moteur du démarreur (non représentée sur les figures) avec éventuellement interposition d'une bague de glissement 51. Le corps tubulaire 48 du pignon de lanceur 18 se prolonge axialement vers l'arrière par une partie tubulaire arrière 52 de plus petit diamètre délimitée par une surface cylindrique externe convexe 54 et par un alésage interne 56 susceptible d'être traversé par l'arbre moteur du démarreur. La surface cylindrique convexe 54 du corps du pignon de lanceur s'étend axialement en regard de la surface cylindrique concave 44 de la jupe 42 de la douille 24 pour délimiter entre elles un logement de forme générale annulaire cylindrique. Conformément aux enseignements de l'invention, ce logement reçoit, agencés concentriquement, d'une part un amortisseur de torsion 60 et d'autre part, un mécanisme à roue libre à cliquet 62. Le tronçon tubulaire arrière 52 du pignon de lanceur 18 est délimité axialement par rapport à la partie avant dentée 46 de ce dernier par une cloison 64 qui s'étend radialement vers l'extérieur, à l'intérieur du logement délimité par la jupe 42 de la douille 24, son bord périphérique cylindrique 66 s'étendant en regard de la surface cylindrique concave 44 de la jupe 42 au voisinage du bord d'extrémité axiale avant 43 de cette dernière. Le mécanisme à cliquet 62 comporte au moins un cliquet 70 qui est susceptible d'être effacé au moins partiellement dans un logement 72 formé dans la surface cylindrique convexe 54 du pignon de lanceur 18 dans lequel il est susceptible de pivoter autour d'un axe 74 parallèle à l'axe général Al du lanceur et qui est sollicité élastiquement en permanence par un ressort 76 en tôle pliée, lui-même disposé dans le logement 72, de manière à pénétrer le cas échéant dans l'une des dents dissymétriques ou crans 76 appartenant à une piste cylindrique dentée ou crantée 78 formée dans la surface cylindrique interne d'une bague d'entraînement 80. La bague cylindrique annulaire 80 est prévue pour être reçue et montée à rotation dans le logement délimité par la jupe 42 de la douille 24 et elle est délimitée radialement vers l'extérieur par une surface cylindrique externe 82 à partir de laquelle s'étendent radialement vers l'extérieur un nombre paire de voiles radiaux 84 qui s'étendent jusqu'au voisinage de la surface cylindrique concave 44 de la jupe 42. La surface cylindrique concave 44 comporte elle aussi un nombre paire de voiles radiaux 86 qui s'étendent radialement vers l'intérieur en direction de la surface cylindrique externe 82 de la bague d'entraînement 82, les voiles radiaux 84 et 86 étant en nombre égaux, alternés et imbriqués de manière à délimiter entre eux autant de logements en forme générale de tronc d'anneau cylindrique dont chacun est susceptible de recevoir un élément déformable élastiquement 88, 90. Les éléments 88 et 90 sont par exemple des blocs en matériau élastomère, naturel ou synthétique, qui sont interposés angulairement entre des voiles successifs 84 et 86 entre lesquels ils sont susceptibles d'être comprimés angulairement en fonction du sens de rotation relative entre la jupe 42 et la bague d'entraînement 80. L'association des blocs d'amortissement 88, 90 avec les voiles radiaux 84 et 86 constitue l'amortisseur de torsion 60 au sens de l'invention qui est ici interposé entre la jupe 42 de la douille 24 et la bague d'entraînement 80, c'est-à-dire entre la douille 24 et la roue libre 62. En fonction du sens de la rotation relative du pignon de lanceur 18 par rapport à la douille 24, la roue libre 62 est dans le sens bloquant et ce sont alors les blocs 88 qui font fonction d'amortisseur de torsion, ou la roue libre est de sens tournant, et les blocs 90 font fonction d'amortisseur de torsion entre la bague d'entraînement 80 et la douille 24. La fermeture de l'ensemble du dispositif, permettant de maintenir axialement les différents composants à l'intérieur de la douille 24 en forme de cloche est ici assurée par l'intermédiaire d'un capot 98 qui est rapporté sur la jupe 42. A cet effet, le capot 98 comporte une paroi cylindrique externe 92 qui est sertie sur la jupe 42 et qui se prolonge, à son extrémité libre avant, par une paroi transversale 94 qui s'étend radialement en regard de la cloison 66 du pignon de lanceur 18. De nombreuses variantes du mode de réalisation qui vient d'être décrit sont possibles sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, la cloison ou collerette 64 peut être fortement réduite en diamètre en rapportant alors une rondelle contre un épaulement du pignon de lanceur 18 ou, de façon classique, en la remplaçant par une gorge recevant deux demi-rondelles positionnées contre le bord d'extrémité axial avant 43 de la douille. II est bien entendu possible de multiplier le nombre de logements 72 et de cliquets 70 afin d'accroître la capacité de transmission de couples de la roue libre 62. Les éléments élastiques constitués ici par les blocs en matériau élastomère 88, 90 peuvent être remplacés par des ressorts, par exemple par des ressorts hélicoïdaux de compression ou par des empilements d'éléments mécaniques élastiques tels que des lames ou des rondelles. Afin de faciliter l'assemblage des composants lorsqu'il est fait appel à des blocs d'amortissement en matériau élastomère, ces derniers peuvent être reliés entre eux pour constituer un composant unique, par exemple par des ponts de liaison agencés au voisinage de leurs extrémités axiales avant. Les blocs en matériau élastomère 88 et 90, ou des éléments équivalents métalliques, peuvent avoir des caractéristiques élastiques identiques ou différentes selon que l'on souhaite ou non obtenir un amortissement plus marqué dans l'un des deux sens de transmission des couples de chocs ou de vibrations torsionnelles reçues par l'arbre. On peut aussi faire appel à des dimensionnements différents et des matériaux différents pour les différents éléments d'amortissement élastique. Au cas où l'on ne souhaite pas disposer d'un effet d'amortissement de torsion dans l'un des sens de transmission, il est possible de supprimer les éléments déformables élastiquement correspondants. Le lanceur conforme aux enseignements de l'invention possède une forte capacité de transmission de couple dans un faible encombrement, tant axial que radial. Les bruits de fonctionnement du démarreur et les sollicitations mécaniques du démarreur sont fortement réduites du fait de l'association d'un amortisseur de torsion avec un dispositif à roue libre. Toujours sans sortir du cadre de l'invention, la conception de la roue libre à cliquet peut être inversée, c'est-à-dire que les cliquets peuvent être portés par la bague d'entraînement 80 tandis que la piste dentée est alors formée dans la surface cylindrique convexe 54 du pignon de lanceur 18. REVENDICATIONS 1. Lanceur (10) pour un démarreur de véhicule automobile, du type comportant un moteur électrique dont l'arbre moteur entraîne en rotation, autour de son axe longitudinal (AI), un entraîneur qui est mobile axialement sur l'arbre pour permettre l'engrènement d'un pignon (18) de lanceur, 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 (24) qui est liée en rotation à l'arbre par des cannelures (38), du type dans lequel les déplacements axiaux de l'entraîneur sont commandés par une fourche de commande qui coopère avec deux collets radiaux externes, avant (26) et arrière (28), de l'entraîneur, et du type dans lequel un mécanisme d'entraînement unidirectionnel en rotation (62), notamment une roue libre, est interposé entre la douille d'entraînement (24) et le pignon (18), caractérisé en ce qu'un amortisseur de torsion, (60) susceptible de se déformer élastiquement sous l'effet de brusques variations du couple transmis entre la douille (24) et le pignon (18), est interposé entre la roue libre (62) et le pignon, ou entre la roue libre et la douille (24, 42). 2. Lanceur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la roue libre (62) et l'amortisseur de torsion (60) sont agencés concentriquement dans un logement de forme générale annulaire qui est délimité radialement vers l'intérieur par une surface cylindrique convexe (54) du pignon (18) et radialement vers l'extérieur par une surface cylindrique concave (44) de la douille (24, 42). 3. Lanceur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la roue libre (62) est agencée radialement vers l'intérieur, et en ce que l'amortisseur de torsion (60) est interposé radialement entre la roue libre (62) et la surface cylindrique concave (44) de la douille (24, 42). 4. Lanceur selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'une bague d'entraînement (80) est montée à rotation dans le logement, en ce que la bague (80) constitue un premier des deux composants principaux de la roue libre (62) mobiles en rotation l'un par rapport à l'autre, le second desdits deux composants étant constitué par le pignon de lanceur (18, 52), et en ce que l'amortisseur de torsion (60) est interposé entre la bague d'entraînement (80) et la surface cylindrique concave (44) de la douille (24, 42). 5. Lanceur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la roue libre (62) comporte au moins un cliquet (70) porté par l'un desdits deux composants principaux et qui est sollicité élastiquement radialement pour coopérer avec les dents (76) d'une piste cylindrique dentée (78) formée en vis-à-vis dans l'autre desdits deux composants. 6. Lanceur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le cliquet (70) est agencé dans un logement formé dans la surface cylindrique convexe (54) du pignon (18), et en ce que la piste dentée (78) est formée dans la surface cylindrique interne de la bague d'entraînement (80) qui s'étend axialement en vis-à-vis de la surface cylindrique convexe (54) du pignon (18, 52). 7. Lanceur selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que l'amortisseur de torsion (60) est agencé entre la surface cylindrique concave (44) de la douille (24, 42) et la surface cylindrique externe (82) de la bague d'entraînement (80). 8. Lanceur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'amortisseur de torsion comporte au moins un élément déformable élastiquement (88, 90) qui est interposé angulairement entre deux parties en relief (84, 86) qui font saillie radialement, respectivement vers l'extérieur depuis la surface cylindrique externe (82) de la bague d'entraînement (80), et vers l'intérieur depuis la surface cylindrique concave (44) de la douille (24, 42). 9. Lanceur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'amortisseur de torsion (60) comporte plusieurs éléments déformables élastiquement (88, 90) qui sont interposés angulairement entre des parties en relief (84, 86) qui font alternativement saillie radialement depuis lesdites surfaces cylindriques externe (82) de la bague et concave (44) de la douille (24, 42). 10. Lanceur selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que chaque élément déformable est un bloc en matériau élastomère (88, 90), naturel ou synthétique. 11. Lanceur selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que chaque élément déformable est un ressort hélicoïdal de compression ou un ressort constitué par un empilement de lames ou de rondelles métalliques déformables élastiquement. 12. Lanceur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la douille (24) comporte un manchon arrière (34) lié en rotation à l'arbre moteur du démarreur et une jupe annulaire cylindrique avant (42) dont la surface interne constitue la surface cylindrique concave (44) de la douille, le manchon (34) et la jupe (42) étant reliés entre eux par une paroi transversale (36) d'orientation radiale qui constitue le collet radial avant (26). 13. Démarreur de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un lanceur selon l'une quelconque des revendications précédentes.