Brevet FR2797919A1 — publié le 20010302

La présente invention concerne une roue de démarrage pour un moteur thermique de véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement une roue de démarrage type comportant un corps de roue, notamment un volant d'embrayage, dont la périphérie est en forme générale d'un anneau sur lequel rapportée une couronne annulaire dentée extérieurement appelee couronne de démarrage. Selon une conception connue, la couronne annulaire dentée demarrage est une pièce métallique qui est rapportée directement sur volant d'embrayage qui est lui aussi métallique et auquel est elle fixée emmanchement à force et/ou par soudage. La couronne de démarrage est destinée à coopérer avec le pignon lanceur du démarreur du moteur thermique qui, lors des phases demarrage, coopère avec la couronne de démarrage. Lors d'une telle phase de démarrage, il se produit des bruits demarrage qui sont amplifiés par la roue de démarrage, et notamment son corps de roue en forme générale de disque plat qui se comporte comme une membrane vibrante. Les bruits apparaissant lors de la phase de démarrage peuvent etre classés en trois catégories correspondant à trois étapes successives la phase de démarrage. Lors d'une première étape, il se produit des bruits d'impact entre dents de la couronne de démarrage et celles du pignon de lanceur lorsque ce dernier se déplace axialement de sa position de repos vers position de travail. Lors d'une deuxième étape, il se produit des bruits d'engrènement lorsque le démarreur entraîne le moteur thermique en vue de provoquer le démarrage de ce dernier. Enfin, lors d'une troisième étape, il se produit des bruits d'engrènement lorsque le démarreur est entraîné par le moteur thermique en fin de phase de démarrage. Des mesures ont déjà été proposées pour réduire le bruit global de la phase de démarrage. Il a notamment été proposé d'optimiser la conception géométrique de l'engrènement entre le pignon et la couronne afin de réduire les bruits d'engrènement mentionnés précédemment, mais ces mesures sont limitées notamment en raison de la place disponible et du rapport de réduction nécessaire au bon fonctionnement du démarreur. Afin de réduire les bruits d'engrènement, il est aussi possible d'augmenter la précision de réalisation des dentures du pignon de lanceur de la couronne de démarrage, ainsi que la précision des entraxes fonctionnement, mais ces mesures sont limitées par les coûts élevés elles entraînent, notamment dans le cadre d'une production en grande série. Afin de réduire les bruits d'impact, il a été proposé de réduire vitesse d'approche axiale du pignon de lanceur au moyen d'une unité électronique de commande perfectionnée du démarreur, mais une telle technologie, si elle s'avère efficace pour réduire l'usure des dentures, insuffisante pour la réduction des bruits d'impact. notera enfin que la possibilité de commander avec précision, grâce à l'unité électronique de commande, l'arrêt du démarreur dès le moteur thermique est démarré permet de réduire en durée les bruits d'engrènement résultant de la troisième étape mentionnée précédemment, mais pas en niveau sonore. Afin de remédier à ces inconvénients, l'invention propose roue de démarrage du type mentionné précédemment, caractérisée en qu'elle comporte une garniture annulaire d'amortissement des vibrations qui est interposée entre la périphérie du corps de la roue et la couronne annulaire dentée de façon à réduire la transmission d'énergie vibrations de la couronne de démarrage vers le corps de la roue démarrage. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - la périphérie du corps de roue comporte, pour le positionnement et la fixation de la couronne annulaire dentée, au moins une face annulaire transversale plane avant en regard de laquelle s'étend une face annulaire transversale plane arrière de la couronne dentée, et garniture d'amortissement des vibrations est interposée axialement entre ces deux faces annulaires transversales avant et arrière ; - périphérie du corps de roue comporte, pour le centrage et fixation la couronne annulaire dentée, au moins une face annulaire cylindrique externe convexe en regard de laquelle s'étend une face annulaire cylindrique interne concave de la couronne dentée, et la garniture d'amortissement des vibrations est interposee radialement d'entre ces deux faces annulaires cylindrique externe et interne ; - la garniture d'amortissement des vibrations fixée sur la couronne annulaire dentée pour constituer un sous-ensemble rapporté sur la périphérie du corps de roue ; la garniture d'amortissement des vibrations fixée sur la couronne dentée par emmanchement à force ; la garniture d'amortissement des vibrations fixée sur la couronne dentée par collage ou par adhérisation ; la garniture d'amortissement des vibrations réalisée par moulage en caoutchouc ou en matériau élastomère synthétique ou naturel, notamment par surmoulage sur la couronne annulaire dentée ; des moyens de formes complémentaires sont agencés entre la périphérie du corps de roue de et la garniture d'amortissement des vibrations pour la liaison en rotation et/ou en translation axiale de ces deux éléments ; des moyens de formes complémentaires sont agencés entre la garniture d'amortissement des vibrations et la couronne dentée pour la liaison en rotation et/ ou en translation axiale de ces deux éléments ; un l'anneau métallique est interposé entre la garniture d'amortissement des vibrations et la périphérie du corps de roue ; la garniture d'amortissement des vibrations est fixée à la couronne annulaire dentée et à l'anneau métallique pour constituer un sous-ensemble rapporté sur la périphérie du corps de roue ; l'anneau métallique comporte une portion annulaire cylindrique et une portion annulaire plane transversale ; la portion annulaire plane transversale de l'anneau métallique s'étend radialement vers l'extérieur à partir de sa portion annulaire cylindrique et est agencée axialement entre la périphérie du corps de roue et la garniture d'amortissement des vibrations ; - la portion annulaire plane transversale de l'anneau métallique s'étend radialement vers l'intérieur à partir de sa portion annulaire cylindrique et est adjacente à une portion en vis-à-vis de 1a face transversale avant de la périphérie du corps de roue pour la fixation du sous-ensemble sur le corps de roue, notamment par soudage. - la garniture d'amortissement des vibrations peut être réalisé en plusieurs parties ou segments. - l'intervalle, entre deux segments non adjacents de la garniture d'amortissement vibrations , est dépourvu de tout contact entre la couronne dentée et roue de démarrage. - l'intervalle, entre deux segments non adjacents de la garniture d'amortissement vibrations, est dépourvu de tout contact entre la couronne dentée l'anneau métallique d'armature. - les parties ou segments non adjacents de la garniture d'amortissement des vibrations présentent des caractéristiques d'amortissement différentes. 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 une vue schématique illustrant l'association d'un démarreur et d'un moteur thermique dont la roue de démarrage est réalisée conformément à l'état de la technique ; - la figure une vue partielle en section par un plan axial d'un premier mode de réalisation d'une roue de démarrage réalisée conformément aux enseignements de l'invention ; - la figure est une vue en perspective des composants de la roue de démarrage la figure 2 ; - la figure est une vue en section axiale d'une variante de réalisation de la couronne de démarrage et de sa garniture d'amortissement vibrations comportant un anneau métallique de renfort et d'armature ; - la figure une vue en perspective éclatée à grande échelle des éléments de figure 4 ; - les figures et 7 sont des vues similaires à celles des figures 2 et 3 qui illustrent un deuxième mode de réalisation d'une roue de démarrage conforme aux enseignements de l'invention adaptée notamment à une transmission automatique de véhicule automobile ; et - les figures 8 et 9 sont des vues similaires à celles des figures 2 et 3 qui illustrent troisième mode de réalisation de l'invention. Dans la description qui va suivre des éléments et composants identiques, similaires ou analogues sont désignés par les mêmes chiffres de référence. On a représenté à la figure 1 un moteur thermique dont une extrémité axiale 12 du vilebrequin, d'axe de rotation X-X, équipée d'une roue de démarrage 14 qui, d'une manière connue, est exemple le volant d'embrayage qui se présente sous la forme disque d'orientation transversale en métal à la périphérie de laquelle est rapportée une couronne annulaire dentée de démarrage 16. Pour provoquer le démarrage du moteur thermique 1 ce dernier est associé à un démarreur 18, de conception générale connue, qui comporte notamment un lanceur dont le pignon 20 est monté mobile axialement, selon l'axe Y-Y parallèle à l'axe X-X, pour cooperer ou non avec les dents de la couronne de démarrage 16. Plus precisément, la couronne de démarrage 16 se presente sous la forme d'un elément annulaire métallique dont la périphérie comporte les dents 22 qui est délimitée axialement par une face transversale annulaire plane arrière 24 et par une face annulaire plane avant 26, et radialement vers l'intérieur par une face annulaire cylindrique interne concave 28. Selon l'état de la technique représenté à la figure 1, couronne de démarrage 16 est fixée par emmanchement à force et/ou soudage directement dans un logement complémentaire formé dans la face transversale annulaire plane avant 30 du corps 32 de roue de démarrage 14. Conformement aux enseignements de l'invention, et comme on peut le voir selon un premier mode de réalisation illustré aux figures 2 et 3, une garniture annulaire d'amortissement des vibrations 34 est interposée entre la couronne de démarrage 16 et le corps de la roue de démarrage Dans ce mode de réalisation, la garniture d'amortissement des vibrations 34 présente, en section par un plan axial, forme de L, c'est-à-dire qu'elle comporte une portion annulaire cylindrique d'orientation axiale 36 et une portion transversale annulaire pleine qui s'étend ici vers l'extérieur à partir du bord d'extrémité axiale arrière de la portion annulaire 36. A titre de variante non représentée, la garniture d'amortissement vibrations 34 peut être réalisé en plusieurs parties ou segments, l'intervalle entre deux segments non adjacents étant bien entendu depourvu de tout contact entre la couronne dentée 16 et la roue de demarrage 14. Ces parties ou segments peuvent également avoir des caractéristiques d'amortissement différentes afin de réduire voire eviter fréquences propres et améliorer encore ainsi les performances en bruit de l'invention. Ainsi, la portion transversale 38 en forme générale d'anneau plat interposée axialement entre la face transversale plane arrière et une face transversale annulaire plane avant 40 de la périphérie du corps 32 de la roue de démarrage 14. La portion annulaire cylindrique 36 de la garniture est interposée radialement entre la face cylindrique interne concave 28 la couronne de démarrage 16 et une face annulaire cylindrique convexe 42 appartenant au corps 32 de la roue de démarrage 14 qui comporte à effet une jupe de centrage et de positionnement 44 qui s'etend axialement vers l'avant à partir de la face transversale avant 30 du corps 32 la roue de démarrage 14. La jupe 44 est une jupe annulaire cylindrique réalisée préference venue de matière en une seule pièce avec le corps volant d'embrayage. La garniture 34 est réalisée dans un matériau amortisseur vibrations, par exemple en caoutchouc ou en matériau élastomere, synthétique ou naturel. La garniture 34 peut être réalisée sous la forme d'un composant indépendant qui est ensuite fixé par collage sur les faces 24 et 28 la couronne de démarrage 16 pour constituer un sous-ensemble est ensuite rapporté sur le corps 32, par exemple par collage sur les faces 40 et 42 de ce dernier. L'assemblage des trois éléments peut aussi être réalise par exemple par emmanchement axial à force. II est aussi possible de réaliser la garniture d'amortissement des vibrations 34 par surmoulage sur la couronne de démarrage 16, ou titre de variante sur le corps 32 de la roue de démarrage 14. Selon des variantes de réalisation non représentées sur figures, afin d'améliorer la liaison en rotation et/ou en translation axiale différents éléments, il est possible de prévoir des formes complémentaires tant sur la garniture 34 que sur la couronne demarrage 16 et/ou sur le corps de roue 32, 40, 42. Ces formes complémentaires peuvent par exemple être rainures ou des cannelures ou des gorges axiales et/ou radiales. Dans la variante de réalisation illustrée aux figures 4 et 5, on voit 'il est possible d'interposer un anneau ou bague métallique d'armature ou de renfort entre la garniture d'amortissement vibrations 34 et le corps 32, 40, 42 de la roue de démarrage. Ainsi, l'anneau métallique d'armature 46 comporte une portion annulaire cylindrique 48 qui épouse la forme de la portion annulaire cylindrique 36 de la garniture d'amortissement des vibrations 34 et en position montée, est interposée entre cette dernière et la jupe 44 corps 32. L'anneau métallique 46 comporte aussi une portion transversale annulaire plane 50 qui s'étend radialement vers l'extérieur à partir bord d'extrémité axiale arrière de sa portion cylindrique 48 et qui, en position montée, est interposée axialement entre la portion transversale annulaire plane 38 de la garniture d'amortissement des vibrations 34 et face transversale avant en vis-à-vis 40 du corps 32. Comme on peut le voir à la figure 4, les trois éléments 16, 34 46 permettent de réaliser un sous-ensemble qui peut être utilisé et monte sur le corps 32 de la roue de démarrage 14 de la même manière qu'une couronne de démarrage entièrement métallique selon l'état de technique, dans la mesure où les surfaces de montage et de fixation ce sous-ensemble sont constituées par des portions de l'anneau métallique de renfort et d'armature 46, la fixation étant alors assurée emmanchement axial à force et/ou par soudage. Comme précédemment, il est possible de prévoir des formes complémentaires pour améliorer la liaison en rotation et en translation entre les trois éléments 16, 34 et 46. Dans le troisième mode de réalisation illustré aux figures 6 et la couronne annulaire dentée métallique de démarrage 16 est équipee d'une garniture d'amortissement des vibrations 34 du même type celle décrite précédemment en référence aux figures 2 à 5, et cette derniere est équipée d'un anneau métallique de renfort et d'armature 46 du même type que celui décrit en référence aux figures 4 et 5, à l'exception du fait que sa portion en forme d'anneau plat d'orientation transversale 50 s'étend ici radialement vers l'intérieur à partir du bord d'extrémité axiale arrière de sa portion cylindrique 46, dans le même plan que portion transversale plane 38 de la garniture d'amortissement des vibrations 34, pour pouvoir être montée adjacente à portion en vis-à- vis de la face transversale avant 30 du corps de la roue de démarrage 14 qui est ici sous la forme d'un simple disque plat, c'est-à- dire sans jupe cylindrique axiale 44, le montage et fixation des trois éléments 16, 34 et 46 étant réalisé par soudage la portion 50 de l'anneau métallique 46 sur le corps 32 de la roue de demarrage 14. On décrira maintenant le troisième mode de réalisation illustré aux figures 8 et 9. Ce mode de réalisation est globalement analogue à celui illustré aux figures 2 et 3 dans la mesure où la garniture annulaire d'amortissement des vibrations 34 comporte une portion annulaire cylindrique d'orientation axiale 36 et une portion annulaire transversale 38 forme générale d'anneau plat. Dans ce troisième mode de réalisation, pour l'assemblage et la liaison entre les trois éléments 14, 16 et 34 on a prévu protubérances cylindriques creuses 52 qui sont réalisées venue de matiere par moulage avec la garniture 34 et qui s'étendent ici axialement vers l'arrière à travers des trous correspondant 54 qui sont formés dans la partie radialement extérieure du corps de roue 32. Les trous 54 sont débouchant tandis que les protubérances 52 sont borgnes axialement vers l'arrière. Chaque protubérance 52 délimite intérieurement trou 56 ouvert axialement vers l'avant qui est prévu pour recevoir une tige d'assemblage complémentaire 58 qui traverse également un trou débouchant complémentaires 60 formé en vis-à-vis dans l'épaisseur de la couronne dentée 16. En position montée, et comme on peut le voir à la figure 9, les tiges 58, qui sont de préférence montées serrées dans les trous 60, assurent la liaison et l'entraînement en rotation mutuelle entre la couronne dentée 16 et la roue 32 avec interposition la garniture annulaire d'amortissement 34. Le couple se transmet donc de la couronne dentee 16 à la roue 14,32 à travers les protubérances élastique 52 qui sont en nombre suffisant, réparties angulairement de manière régulière, pour que les contraintes de contact entre les différents composants soient compatibles avec les matériau utilisés. Afin d'immobiliser axialement la couronne dentée par rapport à la roue 14, la portion annulaire cylindrique 36 de la garniture 34 comporte une collerette ou épaulement 62 qui s'étend radialement vers l'extérieur et qui délimite une face transversale annulaire arrière de butée qui coopère avec portion en vis-à-vis de la face transversale avant 26 de la couronne dentée 16. Pour retenir axialement, vers l'avant, la garniture sur la roue 14, la partie comporte aussi une autre collerette qui s'étend radialement vers l'intérieur et qui est reçue au montage, déformation élastique, dans une gorge complémentaire 68, formée dans la face supérieure 42 la jupe de centrage et de positionnement et orientée radialement vers l'extérieur. Tous composants sont ainsi positionnés axialement les uns par rapport autres de manière précise et retenue en position. L'assemblage des composants s'effectue par exemple en mettant tout d'abord place la garniture d'amortissement 34 sur roue 14 avec ses protubérances 52 reçues dans les trous 54 et avec collerette 66 reçue dans la gorge 68. Ensuite, on met en place axialement, d'avant arrière, la couronne dentee 16 sur la garniture d'amortissement 34 franchissant la collerette grâce à son chanfrein 63 avec les tiges 58 qui pénètrent dans les trous des protubérances 52. A titre variante non représentée, la garniture d'amortissement des vibrations 34 peut être réalisé en plusieurs parties ou segments, l'intervalle entre deux segments non adjacents étant bien entendu dépourvu de tout contact entre la couronne dentée 16 et l'anneau métallique d'armature 46. Ces parties ou segments peuvent également avoir des caractéristiques d'amortissement différentes afin de réduire voire éviter les fréquences propres et améliorer encore ainsi performances en bruit de l'invention. Grâce à la conception selon l'invention, on obtient un effet d'amortissement des vibrations, et donc une réduction du bruit démarrage, lors de toutes les étapes mentionnées précédemment, c' - à-dire une reduction de la nuisance acoustique résultant des bruits d'impact et différents bruits d'engrènement. REVENDICATIONS 1. Roue de démarrage (14) pour un moteur thermique de véhicule automobile du type comportant un corps de roue (32), notamment un volant d'embrayage, dont la périphérie est en forme d'un anneau sur lequel est rapportée une couronne annulaire dentée extérieurement (16), caractérisée en ce qu'il comporte une garniture annulaire d'amortissement des vibrations (34) qui est interposée entre la périphérie (40, 42, 44) du corps de roue (32) et la couronne annulaire dentée (16, 24, 28). 2. Roue de démarrage selon la revendication précédente, caractérisée en ce la périphérie du corps de roue (32) comporte, pour le positionnement et la fixation de la couronne annulaire dentée (16), au moins une face annulaire transversale plane avant (40) en regard de laquelle étend une face annulaire transversale plane arrière (24) de la couronne dentée (16), et en ce la garniture d'amortissement vibrations (34, 38) est interposée axialement entre ces deux faces annulaires transversales avant (40) et arriere (24). 3. Roue démarrage selon l'une quelconque revendications précédentes, caractérisée en ce que la périphérie du corps de roue (32) comporte, pour centrage et la fixation de la couronne annulaire dentée (16), au moins une face annulaire cylindrique externe convexe (42) en regard de laquelle s'étend une face annulaire cylindrique interne concave (28) de la couronne dentée (16), et en ce la garniture d'amortissement des vibrations (34, 36) est ïnterposee radialement d'entre ces deux faces annulaires cylindriques externe (42) et interne (28). 4. Roue de démarrage selon l'une quelconque revendications précédentes, caractérisée en ce que la garniture d'amortissement des vibrations (34) est fixée sur la couronne annulaire dentée (16) pour constituer un sous-ensemble rapporté sur la périphérie corps de roue (32). 5. Roue de démarrage selon la revendication 4, caractérisée en ce que la garniture d'amortissement des vibrations (34) est fixée sur la couronne dentée (16) par emmanchement à force. 6. roue de démarrage selon la revendication 4, caractérisée en ce que la garniture d'amortissement des vibrations (34) est fixée sur la couronne dentée (16) collage ou par adhérisation. 7. Roue de démarrage selon la revendication 4, caractérisée en ce que la garniture d'amortissement des vibrations (34) est réalisée par moulage en caoutchouc ou en matériau élastomère synthétique ou naturel, notamment surmoulage sur la couronne annulaire dentée (16). 8. Roue de demarrage selon la revendication 4, caractérisée en ce que des moyens formes complémentaires sont agencés entre la périphérie du corps roue (32) et la garniture d'amortissement des vibrations (34) pour liaison en rotation et/ou en translation axiale de ces deux éléments. 9. Roue de demarrage selon la revendication 4, caractérisée en ce que des moyens formes complémentaires sont agencés entre la garniture d'amortissement des vibrations (34) et la couronne dentée (16) pour la liaison en rotation et/ ou en translation axiale de ces deux éléments. 10. Roue démarrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un anneau métallique (46) est interposé entre garniture d'amortissement des vibrations (34) et la périphérie du corps roue (32). 11. Roue de demarrage selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisée en ce garniture d'amortissement des vibrations (34) est fixée à la couronne annulaire dentée (16) et à l'anneau métallique (46) pour constituer sous-ensemble rapporté sur la périphérie du corps de roue (32). 12. Roue de demarrage selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisée en ce l'anneau métallique (46) comporte une portion annulaire cylindrique (48) et une portion annulaire plane transversale (50). 13. Roue de démarrage selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la portion annulaire plane transversale (50) de l'anneau métallique (46) s'étend radialement vers l'extérieur à partir de sa portion annulaire cylindrique (48) et est agencée axialement entre la périphérie (40) du corps de roue (32) et la garniture d'amortissement des vibrations (34, 38). Roue de démarrage selon la revendication 12, caractérisée en ce que portion annulaire plane transversale (50) de l'anneau métallique (46) s'etend radialement vers l'intérieur à partir de sa portion annulaire cylindrique (48) et est adjacente à une portion en vis-à-vis (40) de la face transversale avant (30) de la périphérie du corps de roue (32) pour fixation sous-ensemble sur le corps de roue, notamment par soudage. Roue de démarrage selon l'une quelconque revendications précédentes, caractérisée en ce la garniture d'amortissement des vibrations (34) peut être réalisé en plusieurs parties ou segments. Roue de démarrage selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l'intervalle, entre deux segments non adjacents la garniture d'amortissement des vibrations (34), est dépourvu de tout contact entre la couronne dentée (16) et la roue de démarrage (14). Roue de démarrage selon la revendication 15, caractérisée en ce que l'intervalle, entre deux segments non adjacents de la garniture d'amortissement des vibrations (34), est dépourvu de tout contact entre couronne dentée (16) et l'anneau métallique d'armature (46). Roue de démarrage selon l'une quelconque revendications 15 à 17, caractérisée en ce que les parties ou segments non adjacents de la garniture d'amortissement des vibrations (34) présentent des caractéristiques d'amortissement différentes.