Brevet FR2762372A1 — publié le 19981023

PIGNON DE DEMARREUR POUR MOTEUR A COMBUSTION INTERNE ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION Domaine de l'invention La présente invention concerne un pignon pour un démarreur utilisé dans un moteur à combustion interne pour véhicule automobile ou analogue. L'invention concerne plus particulièrement un pignon de démarreur pour un moteur à combustion interne, lequel pignon peut être réalisé de petite taille et de faible poids. Descristion de la technique concernée Afin de permettre une meilleure compréhension de la présente invention, on va tout d'abord procéder à une description quelque peu détaillée de l'arrière-plan de la technique, en liaison avec les figures 4, 5 et 6, parmi lesquelles la figure 4 est une vue en élévation latérale montrant, en partie en coupe, un démarreur classique et bien connu pour un moteur à combustion interne décrit, par exemple, dans la demande de brevet japonais nO 37785/1995 (JP-A-7-37785), la figure 5 est une vue latérale en agrandissement montrant en coupe un pignon incorporé dans le démarreur représenté à la figure 4, et la figure 6 est une vue d'extrémité de ce pignon vu dans le sens axial selon la figure 4. En se référant aux figures, un démarreur (également connu sous le nom de moteur de démarrage ou de lancement), servant à faire démarrer un moteur à combustion interne (non montré) , est pourvu d'une unité de commutation électromagnétique 1, montée sur le démarreur pour entraîner un noyau mobile 2 dans le sens axial. Un levier 3, s'enclenchant avec le noyau mobile 2, présente une partie d'extrémité de tête propre à venir en contact avec le noyau mobile 2 et une partie d'extrémité inférieure propre à venir en contact avec une face d'extrémité arrière (face d'extrémité opposée à une face d'extrémité de travail) d'une unité d'embrayage à roue libre 4, ainsi qu'on le décrira plus loin. Le levier 3 est monté de manière à pouvoir tourner autour d'un élément de support 3a faisant fonction d'axe de pivotement. Le démarreur comprend un induit 5 entraîné de manière à tourner, et un arbre de sortie 6 s'étendant d'un seul tenant en prolongement d'un arbre rotatif de l'induit 5. Une cannelure en hélice (non montrée), formée dans la périphérie extérieure de l'arbre de sortie 6, engrène avec l'unité d'embrayage à roue libre 4 de telle manière que cette dernière puisse glisser le long de l'arbre de sortie 6, en étant guidée par la cannelure en hélice. Un pignon 7, destiné à engrener avec une couronne dentée (non montrée) du moteur à combustion interne (également non montré) , est associé en fonctionnement à l'unité d'embrayage à roue libre 4 de telle manière que le pignon 7 ne puisse tourner que dans un sens (c'està-dire le sens dans lequel le moteur à combustion interne est lancé). Une pluralité de dents d'engrenage 7G sont formées dans la surface périphérique extérieure du pignon 7 de manière à venir en prise avec la couronne dentée du moteur, tandis qu'un palier 8 est ajusté sur une périphérie intérieure de pignon 7. Il convient d'ajouter à cet égard que le pignon 7 est destiné à coulisser axialement sur l'arbre de sortie 6. On va maintenant expliquer le fonctionnement du pignon du démarreur classique, tel que ci-dessus décrit, pour le moteur à combustion interne. Lorsque le conducteur ferme à la main un interrupteur à touche (non montré) du moteur à combustion interne, une bobine d'excitation (non montrée) de l'unité de commutation électromagnétique 1 est alimentée en énergie électrique et le noyau mobile 2 est donc attiré, sous l'effet d'une force magnétique, pour un déplacement vers l'arrière (c'est-à-dire en direction de la gauche sur la figure 4). Lorsque le noyau mobile 2 se déplace, le levier 3 tourne autour de l'élément de support 3a servant d'axe de pivotement et, par conséquent, l'unité d'embrayage à roue libre 4 est déplacée de force vers l'avant (vers la droite à la figure 1). Le pignon 7, associé à l'unité d'embrayage à roue libre 4 se déplace donc vers l'avant en même temps que l'unité d'embrayage à roue libre 4, le long de l'arbre de sortie 6, les dents d'engrenage 7G venant alors en prise avec la couronne dentée du moteur à combustion interne. D'autre part, lorsque le noyau mobile 2 se déplace du fait de l'attraction de l'unité de commutation électromagnétique 1, comme on l'a dit plus haut, un contact mobile (non montré) de l'unité de commutation électromagnétique 1 vient porter contre un contact fixe (non montré) , situé dans une position arrière. L'induit 5 est ainsi alimenté en énergie électrique, ce qui l'entraîne en rotation pour produire un couple qui est transmis au pignon 7 au moyen de la cannelure en hélice et de l'unité d'embrayage à roue libre 4 et, enfin, au moteur à combustion interne par l'intermédiaire de la couronne dentée en prise avec les dents d'engrenage 7G du pignon 7. Ainsi qu'il ressort de cette description, le moteur à combustion interne est mis en route par l'intermédiaire du pignon 7, conçu pour s'engrener avec la couronne dentée. A ce sujet, une demande est apparue au cours de ces dernières années quant à une réalisation de petite taille ou une miniaturisation du démarreur afin de permettre l'installation d'un plus grand nombre d'auxiliaires périphériques pour le moteur à combustion interne du véhicule automobile et la réduction des dépenses en combustible. En tant que procédé de miniaturisation du démarreur, il est concevable d'augmenter le rapport d'engrenage entre le pignon 7 et la couronne dentée pour ainsi réduire le poids du démarreur d'une valeur correspondant proportionnellement à l'incrémentation du rapport d'engrenage. En tant que moyens pratiques pour l'augmentation du rapport d'engrenage, on peut mentionner deux procédés, à savoir un premier procédé, qui consiste à augmenter le nombre de dents de la couronne dentée, et un second procédé, dans lequel on réduit le nombre de dents d'engrenage 7G du pignon 7. Toutefois, le premier procédé présente un inconvénient, en ce que le diamètre du moteur à combustion interne ainsi que celui de la transmission augmente au fur et à mesure qu'augmente le nombre de dents de la couronne dentée, ce qui implique une augmentation obligatoire de l'espace disponible dans le compartiment moteur du véhicule automobile, tout en tenant compte de la disposition des éléments à l'intérieur, ce qui signifie aussi que le poids du véhicule sera finalement augmenté. D'autre part, le second procédé ne peut pas permettre une réduction suffisante du poids, parce que des limites sont inévitablement imposées à la diminution du nombre des dents d'engrenage 7G du pignon 7, car il en résulte une réduction de la résistance mécanique de l'arbre de sortie 6 ainsi que de celle de la partie inférieure de la denture du pignon 7. En général, en ce qui concerne le pignon 7 utilisé dans le démarreur, il faut au moins huit dents dans le cas d'un module de 2,54 (correspondant au pas diamétral de "10") pour être en mesure d'assurer une résistance mécanique adéquate, tandis qu'au moins 9 dents sont requises si le module est de 2,117 (correspondant au pas diamétral de "12") . A cet égard, le module est défini comme étant un quotient obtenu en divisant le diamètre du cercle primitif du pignon par le nombre de dents. Par parenthèse, la valeur applicable du module est déterminée en fonction des spécifications de la couronne dentée. Dans le cas du pignon 7 représenté à la figure 6, on suppose que le pignon 7 est pourvu de neuf dents, le module étant de 2,117 (correspondant au pas diamétral de "12"). Pour les raisons ci-dessus mentionnées, lorsque le pignon 7 doit être réalisé avec un nombre de dents plus petit que la limite inférieure ci-dessus indiquée, il faut alors qu'au moins l'arbre de sortie 6 ait un plus petit diamètre, ou bien il faut diminuer l'épaisseur des parties inférieures des dents du pignon 7, ce qui signifie toutefois que le pignon 7 ou l'arbre de sortie 6 risque d'être endommagé en présence de sollicitations extrêmement fortes ou de chocs appliqués au pignon 7. A la lecture de ce qui précède, on comprend aisément que le pignon connu du démarreur pour le moteur à combustion interne pose un problème, étant donné que le poids du pignon 7 ne peut pas être réduit sans nuire à la résistance mécanique de celui-ci, du fait que la conformation du pignon 7 est telle que son diamètre intérieur doit être constant dans le sens axial. RESUME DE L'INVENTION Au vu de l'état de la technique, tel que ci-dessus décrit, un but de la présente invention consiste donc à proposer un pignon de démarreur pour moteur à combustion interne, lequel pignon peut être réalisé de petites dimensions et de faible poids en réduisant le nombre de dents tout en assurant une résistance mécanique adéquate ou suffisante pour l'arbre de sortie du démarreur, ainsi que pour la partie inférieure de la denture du pignon. L'invention concerne donc un pignon de démarreur pour moteur à combustion interne, lequel pignon comporte une surface périphérique extérieure présentant des dents d'engrenage et une surface périphérique intérieure montée par un palier de telle manière que le pignon puisse coulisser sur un arbre de sortie du démarreur par l'intermédiaire du palier, le moteur à combustion interne étant mis en route par le démarreur, par l'intermédiaire d'une couronne dentée du moteur à combustion interne qui est amenée à engrener avec les dents d'engrenage du pignon. Ce but ainsi que d'autres buts, qui ressortiront mieux au fur et à mesure de la description, sont atteints en ce que l'on propose, selon un aspect général de la présente invention, que le diamètre intérieur d'une partie d'extrémité de tête du pignon, par laquelle il vient en contact avec la couronne dentée lors de l'engrènement, soit dimensionné de manière à être située entre un diamètre intérieur et un diamètre extérieur du palier afin d'augmenter la résistance mécanique dudit pignon. Dans un mode préféré de mise en oeuvre de l'invention, le pignon peut présenter une partie d'extrémité arrière en forme de cône tronqué, au niveau d'un côté opposé à la partie d'extrémité de tête afin d'augmenter encore la résistance mécanique du pignon. Ces buts, ainsi que d'autres buts, particularités et avantages de la présente invention ressortiront mieux de la description détaillée qui va suivre de ses modes de réalisation préférés, proposés uniquement à titre d'exemple, faite en référence aux dessins annexés. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Dans la description qui suit, on fait référence aux dessins, dans lesquels la figure 1 est une vue en élévation latérale montrant, en partie en coupe, un démarreur pour un moteur à combustion interne selon un mode de réalisation de l'invention la figure 2 est une vue en élévation latérale et en agrandissement montrant, en partie en coupe, un pignon monté sur un arbre de sortie du démarreur selon la figure 1 la figure 3 est une vue d'extrémité du pignon, vu dans le sens axial selon la figure 1 la figure 4 est une vue en élévation latérale montrant, en partie en coupe, un démarreur classique et bien connu pour un moteur à combustion interne la figure 5 est une vue latérale en agrandissement montrant, en partie en coupe, un pignon monté sur l'arbre de sortie du démarreur représenté à la figure 4 ; et la figure 6 est une vue d'extrémité du pignon, vu dans le sens axial selon la figure 4. DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES On va maintenant décrire l'invention en détail en liaison avec ce que l'on considère actuellement comme en étant le mode de réalisation préféré ou type, et en se référant aux dessins. Dans la description suivante, des références identiques désignent des éléments identiques ou correspondants sur l'ensemble des figures. De même, dans cette description, des termes tels que gauche", "droite", "haut", "bas", "supérieur", "inférieur" et analogues sont utilisés uniquement pour plus de commodité et ils ne sont nullement destinés à avoir un sens restrictif. On va à présent décrire un mode de réalisation de l'invention. La figure 1 est une vue en élévation latérale montrant, en partie en coupe, un démarreur selon un mode de réalisation de la présente invention, la figure 2 est une vue en coupe et en agrandissement montrant un pignon incorporé dans le démarreur selon la figure 1, et la figure 3 est une vue d'extrémité du pignon, vu dans le sens axial selon la figure 1. Sur les figures 1, 2 et 3, des éléments ou parties, identiques à ceux précédemment décrits en liaison avec les figures 4 à 6, sont désignés par les mêmes références et il n'en sera pas fait de nouvelle description. En outre, le fonctionnement de base du démarreur selon les figures 1 à 3 est fondamentalement identique à celui du démarreur classique déjà décrit. Une description détaillée est donc superflue. En se référant aux figures 1 à 3, le pignon selon le présent mode de réalisation de l'invention est désigné globalement par la référence 7À. Dans le pignon 7A, la surface périphérique intérieure ou diamètre intérieur d'une partie d'extrémité de tête 7a est rétréci, de telle manière que la surface périphérique intérieure ci-dessus mentionnée fasse face à la surface périphérique extérieure de l'arbre de sortie 6, en laissant entre elles un petit intervalle d'air D, comme on peut le voir à la figure 2, et ainsi le diamètre intérieur de la partie d'extrémité de tête 7a du pignon 7A peut être plus petit que le diamètre intérieur d'une partie intermédiaire 7b et d'une partie d'extrémité arrière 7c du pignon 7A. Plus précisément, le diamètre intérieur de la partie d'extrémité de tête 7a du pignon 7A est dimensionné de manière à être compris entre le diamètre intérieur et le diamètre extérieur du palier 8, afin d'assurer une résistance mécanique satisfaisante pour la partie inférieure de la denture du pignon 7A. D'autre part, le diamètre intérieur de la partie intermédiaire 7b du pignon 7A est choisi sensiblement égal au diamètre extérieur du palier 8, la partie d'extrémité arrière 7c du pignon 7A étant, quant à elle, en forme de cône tronqué ou de talon pour permettre l'obtention de la résistance mécanique désirée du pignon 7A. En donnant à la partie d'extrémité de tête 7a du pignon 7A la forme resserrée, telle que montrée à la figure 2, le nombre de dents d'engrenage 7G du pignon 7A peut être réduit à huit, ainsi qu'il ressort de la figure 3, dans le cas d'un module du pignon 7A de 2,117 (correspondant au pas diamétral de "12"), comme on l'a décrit plus haut en se référant à la figure 6. I1 en résulte que le diamètre extérieur du pignon 7A ainsi que le diamètre du cercle de pied du pignon 7A peuvent être raccourcis. Bien que le diamètre extérieur de l'arbre de sortie 6 soit dimensionné court pour assurer une épaisseur suffisante des parties inférieures des dents d'engrenage 7G du pignon 7A, on préférera ne pas trop réduire le diamètre extérieur de l'arbre de sortie 6 car, sinon, la résistance mécanique de l'arbre de sortie 6 risquerait d'être altérée. Cela étant, l'épaisseur de la partie inférieure de la denture du pignon 7A, dans la partie intermédiaire 7b, est réduite par rapport à celle du pignon classique montré à la figure 4, ce que l'on peut constater à la figure 2. En se référant à la figure 1, lorsque le pignon 7A est poussé vers l'avant par le levier 3 jusqu'à une position dans laquelle les dents d'engrenage 7G viennent en prise avec la couronne dentée, une sollicitation ou un choc imposé au pignon 7A devient maximal au niveau de la partie d'extrémité de tête 7a du pignon 7A. Normalement, le pignon 7A est fabriqué par un procédé de forgeage à froid. En outre, la partie d'extrémité arrière 7c présente une section en forme de cône tronqué. Par conséquent, la résistance mécanique du pignon 7A est la plus basse au niveau de la partie d'extrémité de tête 7a. Donc, si l'on donne à la partie d'extrémité de tête 7a, à faible résistance, une épaisseur suffisante grâce à la forme resserrée pour ainsi épaissir la partie d'extrémité de tête 7a, comme on l'a dit précédemment, le pignon 7A peut être réalisé avec un plus petit nombre de dents, par rapport au pignon classique et sans pour autant donner lieu à un problème quelconque en ce qui concerne la résistance mécanique du pignon 7A. Dans la description qui vient d'être faite, on a supposé que le module du pignon 7A était de 2,117 (c'est-à-dire que le pas diamétral est de "12"), le nombre des dents d'engrenage 7G étant réduit à huit. A ce sujet, il va de soi que le nombre des dents d'engrenage 7G peut être réduit à sept, dans le cas d'un pignon dont le module est de 2,54 (correspondant au pas diamétral de "10"). De nombreuses modifications et variantes de la présente invention sont possibles à la lumière des aspects techniques ci-dessus décrits. Par conséquent, il sera évident que l'invention peut être mise en oeuvre d'une manière différente de celle décrite dans le mode de réalisation spécifique, sans pour autant sortir du champ d'application de l'invention. REVENDICATIONS 1. Pignon de démarreur pour moteur à combustion interne, ledit pignon (7A) comportant une surface périphérique extérieure présentant des dents d'engrenage (7G) et une surface périphérique intérieure montée sur un palier (8) de telle manière que ledit pignon (7A) puisse coulisser sur un arbre de sortie (6) dudit démarreur par l'intermédiaire dudit palier (8), ledit moteur à combustion interne étant mis en route par ledit démarreur, par l'intermédiaire d'une couronne dentée, incorporée dans ledit moteur à combustion interne et amenée à engrener avec lesdites dents d'engrenage (7G) dudit pignon (7A) pour mettre en route ledit moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'un diamètre intérieur d'une extrémité de tête (7a) dudit pignon (7A), par laquelle ledit pignon vient en contact avec ladite couronne dentée lors de l'engrènement, est dimensionné de manière à être compris entre un diamètre intérieur et un diamètre extérieur dudit palier (8) afin d'augmenter la résistance mécanique dudit pignon. 2. Pignon selon la revendication l, caractérisé en ce que ledit pignon (7A) a une partie d'extrémité arrière (7c) en forme de cône tronqué, au niveau d'un côté opposé à ladite partie d'extrémité de tête (7a) afin d'augmenter encore la résistance mécanique dudit pignon.