Brevet FR2765274A1 — publié le 19981231

I Etat de la technique: La présente invention concerne un démarreur pour un moteur à combustion interne comprenant un moteur dont l'arbre d'entraînement est relié par un pignon intermédiaire à un arbre de sortie pour coopérer avec celui-ci, en faisant partie d'une transmission d'engrènement à roue libre et pi- gnon d'entraînement, solidaire en rotation de l'arbre de sor- tie et qui par coulissement axial vient en prise avec une couronne dentée de la transmission d'entraînement du moteur à combustion interne, ainsi qu'un relais de démarreur électri- que comprenant un électro-aimant dont l'induit coopère par un prolongement avec un levier d'engagement monté pivotant au- tour d'un point solidaire du carter et par un mouvement de pivotement, il peut également coulisser axialement l'arbre de sortie, le levier d'engagement étant soumis à la différence des forces de deux ressorts antagonistes, coaxiaux à un man- chon à savoir un ressort d'engrènement et un ressort de cou- pure avec une précontrainte variable en fonction de la position de l'induit. Dans de tels démarreurs, la couronne dentée ou la roue dentée du moteur à combustion interne est entraînée par le pignon de démarreur par l'intermédiaire du moteur du dé- marreur, la transmission intermédiaire et d'un embrayage à roue libre. Cela se produit lorsque le relais de démarreur est actionné et qu'un levier met l'axe de sortie portant le pignon de démarreur, en prise avec la couronne dentée. Le le- vier est soumis entre autres à l'action de deux ressorts à savoir un ressort d'engrènement et un ressort de coupure s'opposant au précédent. Dans les démarreurs habituels, le ressort d'engrènement est porté par l'axe de sortie, si bien que le démarreur prend une longueur axiale relativement im- portante pour une place disponible relativement étroite. Pour éviter cela, il est connu selon le document DE 30 08 623, d'aligner les deux ressorts sur la tige de l'induit du relais de démarreur ou dans la direction axiale sur les électro-aimants du démarreur. Le démarreur est de ce fait plus court. La disposition des deux ressorts sur la tige de l'induit est toutefois une opération compliquée, car il faut deux douilles dont l'une glisse radialement à l'extérieur de l'autre. Les deux douilles comportent des sur- faces de butée entre lesquelles se trouve l'extrémité exté- rieure du levier d'engrènement du démarreur. Une telle construction est non seulement compliquée au montage mais elle nécessite du doigté, car les pièces sont très petites. Avantages de l'invention: La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des solutions connues et concerne à cet effet un démarreur du type défini ci-dessus caractérisé en ce que - le manchon est relié solidairement à l'induit, - entre ce manchon et un organe d'entraînement, situé à l'intérieur, coulissant et également en forme de manchon, se trouve le ressort d'engrènement, et - à l'intérieur de l'organe d'entraînement se trouve le res- sort de coupure qui s'appuie par une extrémité contre un prolongement de l'induit et par l'autre extrémité sur un organe de pression agissant sur l'extrémité extérieure du levier d'engagement, - l'organe d'entraînement comportant un passage pour la venue en prise de l'extrémité du levier d'engagement. Le démarreur selon l'invention offre l'avantage que la disposition des deux ressorts ci-dessus et des parties qui les reçoivent sont particulièrement simples. Cela se tra- duit par une nouvelle réduction de coût et une amélioration ainsi que par un montage plus simple du démarreur. D'autres avantages de l'invention découlent des sous revendications et de la description suivante accompagnée des dessins. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses: L'organe d'entraînement est un manchon en matière plastique placé à l'intérieur du manchon en étant relié à l'induit par un sertissage. L'induit comporte un goujon de pression monté so- lidairement, et contre lequel s'appuie l'extrémité intérieure du ressort de coupure. Le ressort d'engagement s'appuie par une extrémi- té contre un épaulement dirigé vers lui à l'extrémité du man- chon et par l'autre extrémité contre un épaulement annulaire à l'extrémité du côté de l'induit du manchon de matière plas- tique coulissant axialement par rapport à l'induit. Dessins: La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans les- quels:10 - la figure 1 une coupe longitudinale d'un démarreur, en po- sition de repos, - la figure 2 est une vue très largement identique à celle de la figure 1 mais pour un état de fonctionnement différent, - la figure 3 est une coupe longitudinale de l'induit du re- lais de démarreur ainsi que du dispositif selon l'invention du ressort d'engrènement et du ressort de coupure. Description d'exemples de réalisation: Dans la description suivante, les parties non es- sentielles pour l'invention n'auront qu'une courte descrip- tion dans la mesure o celle-ci est nécessaire à la compréhension du démarreur. Ce dispositif comprend un moteur de démarreur 10 avec un carter polaire 11 équipé d'un enrou- lement d'excitation 12. L'axe d'entraînement 13 du moteur porte un induit en bobine 15 et un commutateur 16 avec des balais en charbon 17 ainsi que l'alimentation électrique 18. Au-dessus du carter polaire, se trouve un relais de démarreur qui sera explicité ci-après. L'axe d'entraînement 13 est logé par son extrémi- té du côté de la commutation dans un panneau de palier de commutateur 21 et à son autre extrémité, il présente une par- tie élargie 22 ayant en son centre un perçage borgne 23. L'extrémité 24 d'un axe de sortie 25 pénètre dans ce perçage borgne. Il convient de remarquer accessoirement que l'axe d'entraînement 25 peut également être l'axe entraîné pour un certain état de fonctionnement à savoir lorsque cet axe est entraîné par le moteur à combustion interne ou par sa cou- ronne dentée et que l'embrayage de roue libre n'est pas ou- vert. L'axe de sortie comporte à son extrémité exté- rieure, solidairement en rotation un pignon d'entraînement 26 qui peut être mis en prise par un coulissement correspondant (qui sera décrit ultérieurement) avec le pignon denté 27 de l'entraînement de démarrage non représenté du moteur à com- bustion interne. L'extrémité intérieure de l'axe d'entraînement 13 porte sur son côté extérieur une denture extérieure 30 formant la roue solaire 31 d'un pignon intermé- diaire 29 qui est dans ce cas une transmission planétaire. o Les roues planétaires 32 engrènent avec la roue solaire 31; ces roues planétaires sont elles-mêmes en prise avec une roue creuse 33. Un panneau de palier d'entraînement 38, allongé dans la direction axiale est relié au carter polaire 11; ces tirants 42 relient ce panneau 38 au panneau du palier de com- mutateur 21 et au carter polaire 11. Le panneau du palier d'entraînement 38 comporte à l'avant dans son perçage traver- sant 40, un palier à rouleaux 41 recevant l'extrémité exté- rieure de l'arbre de sortie 25. Le pignon d'entraînement 26 se trouve à l'extérieur du panneau de palier 38. A l'intérieur du panneau de palier 38, il y a un panneau de palier intermédiaire 43 dont le perçage central reçoit un panneau à aiguilles 58 pour une partie d'une cage intérieure 45 en forme de douille d'une roue libre 46. Le cô- té intérieur de la cage intérieure 45 comporte une denture à pas rapide 47 dans laquelle engrène une denture 48 également à pas rapide prévue à l'extrémité intérieure de l'arbre de sortie 25. Comme déjà indiqué, l'arbre de sortie 25 peut cou- lisser axialement; la course est limitée par une bague élas- tique 50 à l'extrémité intérieure de l'arbre de sortie. La denture à pas rapide 48 est relativement longue pour que même en cas de fort déplacement de l'arbre de sortie, la denture de la bague intérieure 45 reste toujours en prise avec l'arbre. La bague extérieure de la roue libre porte la réfé- rence 52. Entre cette bague et la bague intérieure, on a des galets 53 comme cela est usuel et entre ceux-ci, des ressorts 54. Il s'agit ainsi d'une roue libre à galets, usuelle, des démarreurs. La bague extérieure 52 comporte sur sa face fron- tale tournée vers le moteur d'entraînement, plusieurs perça- ges borgnes 55 dans lesquels sont pressés des goujons 56 por- tant des roues planétaires 32. Un palier à aiguilles 59 est prévu entre la bague intérieure et la bague extérieure 45, 52. Le relais de démarreur 20 comporte une bobine 61 à l'intérieur de laquelle est guidé un induit 63. Il comporte un perçage central 64 recevant d'un côté un goujon de commu- tation 65 dont l'extrémité sortant du noyau magnétique 67 porte un contact 68 coopérant avec l'une des deux surfaces de contact correspondantes de deux contacts fixes 69. En posi- tion de repos selon la figure 1, le contact est ouvert et on voit l'intervalle (s). Un ressort de compression 71 agit sur le goujon de commutation; ce ressort s'appuie d'un côté con- tre la tête du goujon de commutation 65 et par l'autre extré- mité, contre le côté intérieur du noyau magnétique 67. Coaxialement au goujon de commutation 65, le per- çage 64 de l'induit électromagnétique 63 reçoit solidairement un goujon de pression 73 qui pénètre dans une douille en ma- tière plastique 74, coulissante, munie d'un passage en forme de fente longitudinale 74C. Il convient de remarquer que dans le perçage 64 se trouve également un ressort 75 s'appuyant par une extrémité contre l'extrémité gauche du perçage 64 et par son autre extrémité contre le goujon de commutation 65 en poussant celui-ci contre le ressort de compression 71. On se reportera à la figure 3 pour une meilleure compréhension. L'extrémité extérieure de l'induit 63 porte soli- dairement un manchon métallique 76 avec une liaison par ser- tissage 77. L'épaulement 76A du manchon métallique 76 tourné vers l'intérieur, reçoit une extrémité du ressort d'engrènement 79 dans l'autre extrémité qui s'appuie contre le bord 74A du manchon en matière plastique 74. Dans le man- chon en matière plastique 74 se trouve de façon coaxiale au ressort d'engrènement 79, un ressort 80 de coupure qui s'oppose au ressort d'engrènement 79 par rapport au manchon en matière plastique. Ce ressort s'appuie par une extrémité contre le goujon de pression 73 et avec son autre extrémité contre une plaque 81 logée à l'extrémité extérieure d'un per- Gage borgne 82 recevant le ressort de coupure 80 sur le man- chon en matière plastique 74. En retour à la figure 1, on voit que l'extrémité extérieure 84 d'un levier à fourche 83 se situe entre la pla- que 81 et l'extrémité 74B du manchon en matière plastique 74. Le levier à fourche 83 pivote autour d'un point 85 solidaire du carter. L'autre extrémité du levier à fourche comporte une fourche 86 qui entoure l'arbre de sortie 25 et est reliée de manière articulée par des disques d'entraînement 87, 88, 89 à l'arbre de sortie. Cela signifie que lorsque le levier à fourche 83 est basculé, il communique à l'arbre de sortie 25 un mouvement axial pour engager le pignon d'entraînement 25 dans la couronne dentée du moteur à combustion interne qu'il faut démarrer. Le fonctionnement du démarreur est le suivant: pour commencer, on fera une courte description générale. Au démarrage d'un moteur à combustion interne dont la couronne dentée 27 est entraînée par le pignon 26 du moteur 10 du dé- marreur, l'arbre d'entraînement 13, le pignon intermédiaire 29, composé de la roue solaire 31, des roues planétaires 32 et de la roue creuse 33 ainsi que par la roue libre 46. Les roues planétaires transmettent le couple à la bague exté- rieure 52 de la roue libre et les galets 53 à la bague inté- rieure 45. On entraîne ainsi l'arbre de sortie 25. Le relais de démarreur 20 avec son induit élec- tromagnétique 63 et les pièces reliées à lui sont essentiel- les selon l'invention. Le démarreur est lancé de façon connue à l'aide de la clé de contact du véhicule. La figure 1 montre la position de repos du démarreur. Lorsque le relais de dé- marreur 20 est mis en oeuvre, l'induit 63 se déplace contre la force du ressort de compression 71. Le mouvement de l'induit 63 vers la droite déplace vers la droite le ressort d'engrènement 79, précontraint, par l'intermédiaire du man- chon métallique 76. En même temps, le manchon de matière plastique 74 du levier à fourche d'engrènement 83 pivote dans le sens des aiguilles d'une montre. Il faut remarquer que l'arbre de sortie 25 est déplacé axialement par le levier à fourche 83 et les disques d'entraînement 87- 89. L'arbre de sortie 25 est maintenant déplacé vers la gauche jusqu'à ce que la face frontale du pignon de démarreur 26 touche la face frontale du pignon denté 27. Il est très peu probable que dès ce moment une dent du pignon de démarreur trouve un inter- valle de dents du pignon denté 27. Le pignon de démarreur 26 est alors soumis à la différence des forces du ressort d'engrènement 79 et du ressort de coupure 80. L'induit 63 continue à se déplacer vers la droite et met sous tension le ressort d'engrènement 79 en faisant avancer le manchon de matière plastique 74 par rapport à l'induit 63 jusqu'à ce que les contacts 68, 69 viennent se toucher (voir à cet effet la figure 2). A ce moment, le mo- teur de démarreur est alimenté et l'axe d'entraînement 13 (comme déjà décrit ci-dessus) entraîne l'arbre de sortie 25. Le pignon de démarreur 26 se déplace alors le long de la sur- face frontale de la couronne dentée 27 jusqu'à ce que la rampe frontale du pignon de démarreur et la différence entre la force développée par le ressort d'engrènement 79 et le ressort de coupure 80 fassent pénétrer le pignon de démarreur 26 dans un intervalle de dent du pignon denté 27. Le moteur à combustion interne peut alors être entraîné. Le ressort d'engrènement 79 se détend de nouveau jusqu'à revenir à sa position initiale précontrainte. La figure 2 montre que les contacts 68, 69 sont fermés. Le levier à fourche 83 se trouve sensiblement en po- sition verticale, le pignon d'entraînement et la couronne d'entraînement se touchent. On voit également que le manchon en matière plastique 74 est éloigné de l'induit 63 et que le ressort d'engrènement 79 est précontraint plus fortement. Lors de l'engagement du pignon de démarreur 26 dans la couronne dentée 27, l'arbre de sortie est déplacé par l'avancée produite par le filetage à pas rapide et cela jus- qu'à ce que la bague élastique 50 vienne en appui contre le bord de la bague intérieure 45. L'engrènement du pignon de démarreur 26 dans le pignon 27 est alors terminé. Si à l'état engrené des pignons dentés, le moteur à combustion interne ne démarre pas, alors la coupure du re- lais de démarreur 20 fait que le ressort de compression 71 précontraint déplace l'induit 63 vers la gauche, sur l'axe de commutation de l'électro-aimant, contre le ressort de coupure faiblement précontraint et les contacts 68, 69 s'ouvrent de nouveau. L'opération peut alors recommencer. R E V E N DI C A T ION S 1 ) Démarreur pour un moteur à combustion interne comprenant un moteur (10) dont l'arbre d'entraînement (13) est relié par un pignon intermédiaire (29) à un arbre de sortie (25) pour coopérer avec celui- ci, en faisant partie d'une transmission d'engrènement à roue libre (46) et pignon d'entraînement (26), solidaire en rotation de l'arbre de sortie et qui par coulissement axial vient en prise avec une couronne dentée (27) de la transmission d'entraînement du moteur à combustion interne, ainsi qu'un relais de démarreur électrique (20) com- prenant un électro-aimant dont l'induit (63) coopère par un prolongement (73) avec un levier d'engagement (83) monté pi- votant autour d'un point (85) solidaire du carter et par un mouvement de pivotement, il peut également coulisser axiale-15 ment l'arbre de sortie (25), le levier d'engagement étant soumis à la différence des forces de deux ressorts antagonis- tes, coaxiaux à un manchon (76) à savoir un ressort d'engrènement (79) et un ressort de coupure (80) avec une précontrainte variable en fonction de la position de l'induit (63), caractérisé en ce que - le manchon (76) est relié solidairement à l'induit (63), - entre ce manchon et un organe d'entraînement (74), situé à l'intérieur, coulissant et également en forme de manchon, se trouve le ressort d'engrènement (79), et - à l'intérieur de l'organe d'entraînement (74) se trouve le ressort de coupure (80) qui s'appuie par une extrémité con- tre un prolongement (73) de l'induit et par l'autre extré- mité sur un organe de pression (81) agissant sur l'extrémité extérieure du levier d'engagement (83), - l'organe d'entraînement (74) comportant un passage (74C) pour la venue en prise de l'extrémité du levier d'engagement. 2 ) Démarreur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe d'entraînement (74) est un manchon en matière plas- tique placé à l'intérieur du manchon (76) en étant relié à l'induit (63) par un sertissage (77). 30 ) Démarreur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'induit (63) comporte un goujon de pression (73) monté soli- dairement, et contre lequel s'appuie l'extrémité intérieure du ressort de coupure (80). 4 ) Démarreur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le ressort d'engagement (79) s'appuie par une extrémité con- tre un épaulement (76) dirigé vers lui à l'extrémité du man- chon (76) et par l'autre extrémité contre un épaulement annulaire (74A) à l'extrémité du côté de l'induit du manchon de matière plastique (74) coulissant axialement par rapport à l'induit (63).