Brevet FR2799253A1 — publié le 20010406

Système de liaison d'une couronne dentée de démarreur sur un support lié à l'arbre de sortie d'un moteur thermique La présente invention concerne un système de liaison d'une couronne dentée de démarreur sur un support lié à l'arbre de sortie d'un moteur thermique. De manière classique, la couronne dentée démarreur est fixée sur son support par frettage vissage ou soudage, sans laisser aucun degré de liberte à la couronne, suivant une règle classique en matière engrenages. Le support de la couronne de démarreur est en :éral le volant d'inertie, ou un élément faisant partie d'un ensemble faisant office de volant d'inertie, moteur thermique, et tourne avec ce dernier. Une couronne ainsi fixée sur son support présente une fiabilité satisfaisante. En effet, elle est capable de supporter et d'assurer un nombre de demarrages de l'ordre de 20 000 à 60 000, ce qui est en genéral suffisant compte-tenu de la durée de vie et des conditions moyennes d'utilisation d'un véhicule. Toutefois, une opération de démarrage d'un moteur par entraînement de la couronne de démarreur et son support par le rotor du démarreur génère du bruit dont le niveau global est supérieur à 90 décibels, que tes les parties concernées, constructeurs et utilisateurs, souhaitent réduire notablement. En outre, la lutte contre la pollution atmosphérique engendrée par le fonctionnement moteurs thermiques risque d'imposer, à court ou à moyen terme, la pratique dite du "Stop and Go", qui consiste a arrêter le moteur du véhicule lorsque ce dernier est arrêté, soit en raison d'un feu de signalisation au rouge, soit en raison d'un embouteillage de la circulation. Une telle pratique risque, pour des véhicules utilisés de manière intensive dans les villes, de multiplier par un facteur d'au moins quatre à six, le chiffre -récite. Une couronne de démarreur devrait, dans un tel cas, supporter au moins 200 000, sinon 50 000 ou 300 000, démarrages. Le but de la présente invention est remédier aux inconvénients des systèmes de liaison classiques connus et de proposer un système de liaison du type précité dont couronne soit capable de supporter un nombre de démarrages correspondant aux nouveaux chiffres indiqués ci-dessus, tout en réduisant, notablement, si possible le niveau de bruit actuel. Suivant la présente invention, le s;,@stème de liaison du type précité est caractérisé en ce que . - la partie périphérique du support adaptée à recevoir la couronne a en coupe radiale @1ne forme correspondant sensiblement à un angle rentrant sensibîe7 .ent droit, avec une surface périp:_érique de fixation de couronne sur le support et - surface radiale de contact entre la couronne et le support; - partie périphérique intérieu--c de la couronne adaptée à être fixée sur le support a en coupe radiale une forme complémentaire correspondant sensiblement à un angle saillant sensiblement droit, avec une surface périphérique intérieure comp''émen:taire adaptée à être fixée au moins partiellement sur la surface périphérique du support, et une surface radiale complémentaire adaptée à être au moins en partie en contact avec la surface radiale du support; - la surface périphérique complémentaire de la couronne est fixée au moins partiellement sur la surface périphérique du support, au moins dans la région de ladite surface périphérique complémentaire la plus éloignée de la,surface radiale de la couronne, d'une manière telle que la couronne peut se déformer légèrement lors d'un démarrage, et que la surface radiale complémentaire de la couronne peut glisser légèrement le long de la surface radiale du support. On donne ainsi à la couronne de démarreur, à l'encontre des règles de dessin des engrenages, une certaine flexibilité et une certaine possibilité de déformation concernant notamment la zone de la couronne portant les dents par rapport à la zone de la couronne fixée sur la surface périphérique du support. De façon tout à fait surprenante, on obtient ainsi un amortissement de l'effet de choc subi par les dents de la couronne soumises à la pression exercée par les dents du rotor du démarreur lors d'un démarrage. Cet effet d'amortissement cermet une augmentation spectaculaire de la durée de vie de la couronne de démarreur et de celle du pignon, cette durée de vie pouvant correspondre au minimum à environ 200 000 cycles de démarrages. On observe également une diminution de l'ordre de 5 à ? décibels du bruit engendré par le support et la couronne de démarreur au moment de l'engrènement du rotor du démarreur sur la couronne. D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description détaillée ci-après. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs - la figure 1 est une vue schématique en élévation d'un volant d'inertie pour moteur thermique, comportant une roue dentée de démarreur fixée sur une partie périphérique dudit volant, par un système de liaison selon un mode de réalisation de l'invention; - les figures 2A, 2B et 2C sont des vues schématiques en coupe axiale d'un système de liaison selon un mode'de réalisation de la présente invention, la couronne étant respectivement frettée (figures 2A et 2B) et soudée (figure 2C) sur le volant, la couronne et le _ant étant décalés axialement à la figure 2A Pour la clarté de ladite figure 2A; - les figures 3A et 3B sont des vues semblables respectivement aux figures 2A et 2C correspondant :--5 un autre mode de réalisation de la présente invention; - la figure 4 est une vue schématique semblable :., figure 2C, d'un autre mode de réal' ion de la présente invention; - la figure 5 est une vue semblable la figure 4 représentant un autre mode de réalisation de la présente invention; et - la figure 6 est une vue semblable à la figure 1 ur autre mode de réalisation de la présente invention. On a représenté schématiquement sur la figure 1, un volant d'inertie 1 pour moteur thermique, comportant une couronne dentée 2 de démarreur fixée sur une partie périphérique, schématisée en 3, du volant -. De façon classique, le volant 1 est mc-té sur un arbre _ d'axe 5 de sortie d'un moteur thermicue (non representé). Les dents 6 du rotor 7 du démarreur (non representé) sont adaptées à venir en prise avec les dents 8 de la couronne 2 lors d'une opération de démarrage pour entraîner en rotation la couronne 2 et le volant 1 pour démarrer un moteur thermique (non renresenté,,. On va décrire ci-dessous le système de liaison 9 selon l ' invention d'une couronne den :#ée 2 de démarreur sur la partie périphérique 3 d'un support lié à l'arbre de sortie 5 d'un moteur thermique, dans le cas simple le plus courant dans lequel la couronne de démarreur 2 est fixée directement sur la partie périphérique 3 du volant d'inertie ï. Bien entendu, le système de liaiso- 9 selon l'invention peut être monté et mis en ouvre de façon identique sur un support quelconque lié à 1 arbre de sortie 4 d'un moteur thermique. Comme schématisé aux figures 2A à 5, le système de liaison suivant l'invention est caractérisé en ce - la partie périphérique 3 du volant 1 adaptée à recevoir la couronne 2 a en coupe radiale, un plan -al quelconque, une forme correspondant sensiblement à un angle rentrant sensiblement droit, avec une surface périphérique 10 de fixation de la couronne 2 sur le volant - et une surface radiale 11 de contact entre la couronne 2 et le volant 1; - la partie périphérique intérieure de la couronne 2 adaptée à être fixée sur le volant 1 a en coupe radiale une forme complémentaire de la forme de la tie périphérique 3 du volant 1, correspondant sansiblemen_t à un angle saillant sensiblement droit, avec une surface périphérique intérieure 13 complémentaire de la surface périphérique 10 adaptée à être au moins partiellement fixée sur la surface périphérique 10 du volant 1, et une surface radiale 14 cc;r.plémentaire de la surface radiale il et adaptée à ëtre au moins partiellement en contact avec surface radiale 11 du volant 1; - la surface périphérique complémentaire 13 de la couronne 2 est fixée au moins partiellement sur la surface périphérique 10 du volant 1, au moins dans la région de ladite surface périphérique complémentaire 13 la plus éloignée de la surface radiale 14 de couronne 2, d'une manière telle que la couronne 2 peut se déformer légèrement lors d'un démarrage, et que la surface radiale complémentaire 14 de la couronne 2 peut glisser légèrement le long de la surface radiale 11 du volant 1. Dans le- mode de réalisation représenté aux figures 2A, 2B et 2C, la couronne 2 comporte une partie annulaire 15 s'étendant axialement au-delà des dents 8 dans le sens axial 16 s'éloignant de la surface radiale complementaire 14, et la couronne 2 est _ixée au volant 1 à l'extrémité axiale 17 de cette partie annulaire 15. Dans le mode de réalisation des figures 2A et 2B, 'extrémité axiale 17 comporte une collerette intérieure 18, en saillie radialement vers l'intérieur vers 'axe 5, la collerette intérieure 18 étant limitée intérieurement par une surface périphérique intérieure 30 adaptée à être en contact avec le surface périphérique 10 du volant 1 et à être fixée sur celle-ci. Ce -mode de réalisation est de préférence -fixé au volant 1 par frettage, comme représenté à la figure 2B. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 2C, la partie annulaire 15 est fixee à son extrémité axiale 17 à la surface périphérique 10 du volant 1 par un cordon de soudure schématisé en 19 à la figure. Er. dehors des régions de fixation de la couronne 2 sur le volant 1, la surface cylindrique complémentaire 13 a une forme quelconque en général éloignée de la surface cylindrique 10 du volant 1 pour donner la flexibilité requise à la couronne 2. Dans ce mode de réalisation des figures 2A à 2C, la région 14a de la surface radiale complémentaire 14 de 1 a couronne 2 adaptée à être en contact avec surface radiale 1- du volant 1 s'étend radialement sur une faible hauteur à partir de l'arête circulaire 20 constituant aux figures le coin correspondant c'est-à dire coin inférieur droit, de la coupe axiale de la couronne. De façon correspondante, la région la de la surface radiale-il du volant 1 adaptée à être en contact avec région 14a de la couronne s'étend radialement sur une faible hauteur à partir de la surface périphérique 10 de façon à être en contact glissant avec la région 14a de la surface radiale complémentaire ! de la couronne 2 de faible dimension radiale. Dans ces conditions, la surface radiale 11 se prolonge une surface conique très évasée 21 qui facilite la mis en place de la couronne 2 sur le volant 1. on a schématisé en 22 à la figure 2A, avec une dimension axiale très exagérée pour la clarté la figure, un mince revêtement, fixé à la surface radiale 11 du volant 1, d'un matériau facilitant le contact glissant entre la surface radiale 11 et la sur-ace radiale complémentaire 14, par exemple d'-an élastc-@.ére ou d'un pïastomère. Dans le mode de réalisation représenté aux figures 3A et 3B, 1a surface périphérique in.ér-eure complémentaire 13 de la couronne 2 a une dimensJ@on axiale correspondant de préférence sensiblement à c_@-le dents 8. La couronne 2 est fixée sur le volant 1 dans la région 23 de la surface pér-ohérique complémentaire 13 la plus éloignée de la surface ra@-ale complémentaire 14, par exemple par soudure ou par frettage. La couronne 2 comporte en outre ur_e gorge annulaire 24 partant de la surface 25 limitant axialement la couronne 2 à l'opposé de la --ace radiale complémentaire 14, et s'étendant axiale-,-.ent -,,ers ladite surface radiale complémentaire 14 sur une p,rtie de la dimension axiale de la couronne 2. La région 23 représentée à la figure 3A une di7ensicn axiale suffisante pour permettre la fixation frettage de la couronne 2 sur la surface l@I du volant 1. Dans l'exemple de la figure 3B, 1 a co,-ronre 2 est fixée au volant 1 par un cordon de soud,.@re à 'extrémité axiale de la région 23 opposée à 1G su---ace radiale complémentaire 14. Jans ce mode de réalisation des figures et la région de contact 11a de la surface radiale -1 du volant 1 est disposée radialement à l'extérieur de la surface périphérique 10, et s'étend sur une faible hauteur radiale. Elle porte un revêtement en elasto-r.ère ou plastomère de faible épaisseur permettant le co-@act glissant avec la région 14a de la surface radiale complémentaire 14 de la couronne 2. Dans ce mode de réalisation, le volant @. ne s'éten- nas radialement vers l'extérieur au-delà de la régio:@ 11a, ce qui laisse à la couronne toute latitude défcrrr:ation lors d'une opération de démarrage. Dans le mode de réalisation schématisé à la igure 4, le volant comporte un élément annuaire interrr.édiai re 26 sur lequel est fixée la courcnr## 2, une ,.an-ère classique quelconque, par exe;@ple par -ssaae, frettage ou soudage. 'élément annulaire intermédiaire 26 ccm#Dcrte la surface périphérique intérieure complémentaire 13 la surface -adiale complémentaire 14. Cet élément annulaire termédiaire 26 est fixé sur le volant _ à son extrém_té axiale éloignée de la surface radiale complémentaire 14 comme si l'élément intermédiaire 26 faisait partie intégrante de la couronne 2. Il est en généra- en métal et est fixé d'une manière connue quelccn.,i#ue au volant 1. I1 pourrait également être en matière plastique. Jans l'exemple représenté, l'élement ir.`er:r.é@.ia_re 26 a une longueur axiale supérieure à le de 1 a couronne 2. I1 est fixé au volant - un cordon de soudure 19 ménagé à son extrémité axiale 17 eloign`e de la surface radiale complémentaire 14. Dans le mode de réalisation schématisé à la Maure J, le volant 1 comporte une bague annulaire 27 en un matériau dé'formable, par exemple en élastomère ou plastomère, s'étendant axialement le long de la surface périphérique complémentaire 13 de la couronne 2. bague 27 est collée ou adhérisée d'une manière connue quel-conque, d'un côté sur la surface périphérique -0 volant 1 et de l'autre côté sur la surface périphérique 13 de la couronne 2. Cette bague annulaire 27 a nécessairement use certaine épaisseur suffisante pour communiquer à co,@:ronne 2 une liberté de glissement par rapport au volant - rmettant d'obtenir les effets recherc:-és par la présente invention. outre, un revêtement 22 en élastomère ou plastomère est fixé, par exemple, sur la surface rad-ale 11 pour permettre un contact glissant avec la surface radiale complémentaire 13 de la couronne 2. couronne 2 est fixée au vo--ant 1 de préférence uniquement selon des secteurs périphér=_ques, schématises en 28 à la figure 1, régulièrement répartis autour de 'axe 5 du volant 1 en laissant libres les deux secteurs 29 diamétralement opposés correspondant aux deux zones de compression d'un moteur t:rer:@.icue éq--:ipé du volant considéré, et/ou les deux secte,-rs 30 diamétralement opposés correspondant aux deux zones détente dudit moteur, les secteurs 29 et 30 étant facilement repérés par rapport au point mort haut est de façon classique repéré sur tout volant. Ceci s'enten-d tout spécialement dans les cas de fixation soudure (voir figure 1) ou par frettage (voir figure 6 ) . Ceci permet de communiquer à la couronne, dans ces secteurs 29 de compression et 30 de détente, d'une flexibilité supplémentaire augmentant l'amortissement de l'effet choc et de la pointe de pression subis par les dents de la couronne 2 au niveau de ces secteurs 29 de comuression et 30 de détente. On a prévu dans l'exemple de la figure - quatre secteurs 28 de .fixation situés aux extrémités de deux axes perpendiculaires, chaque secteur 29, 30 de compression ou de détente étant situé entre deux secteurs 28 de fixation adjacents. On pourrai- prévoir un autre nombre de secteurs 28, par exemple six secteurs 28. Dans le mode de réalisation schématise à la figure 6 la surface périphérique du volant 1 présente un évidemment 31 au droit de chacun des deux secteurs 2 correspondant aux deux zones de compression et/ou de c:nac-,an deux secteurs 30 correspondant aux deux zones de détente. évidements 31 sont réalisés d'une manière cornue quelconque, et sont par exemple des méplats réalisés lors du moulage ou par fraisage, cu gorges de forme périphérique quelconque. Ainsi, la couronne 2, qui n'est pas oquée sur le volant au niveau des évidements 31, presente une flexibll' ' supplémentaire qui diminue les contraintes et 'L'usure subies habituellement par la couronne dans les secteurs 29 et 30 correspondant aux zones de compression et de détente. a ainsi décrit différents systèmes de liaison d'une couronne 2 sur un volant 1. Chacun de ces modes de fixation comprend des moyens de fixation aussi éloignés que possible de la surface radiale complémentaire 14 de la couronne donnant à la couronne 2 par rapport au voian@ ï une flexibilité facilitée par un contact glissant sur une hauteur axiale en général faible entre la surface radiale complémentaire 14 de la couronne 2 et ,-a surface radiale 11 du volant 1. Bien entendu, pour chaque système de liaison décris, la forme de la coupe radiale de la couronne est étudiée de façon à permettre à ladite couronne de supporter les contraintes nées du mode de fixation considéré. De toute manière, ces contraintes s'exercent dans une zone de contrainte non trempée puisque la zone trempée qui comprend les dents descend seulement vers 1 intérieur d'environ 1 millimètre en-dessous des dents. Dans tout ce qui précède le système de liaison selon la présente invention assure une liaison de la couronne sur le volant ou son support qui concarne au moins partiellement la surface périphérique extérieure 1'U du volant 1 et la surface périphérique intérieure 13 la couronne 2. On a vu dans les exemples décrits ci-dessus que mot partiellement doit être interprété géométriquempent et signifie que la surface de liaison s'étend sur une partie au moins, dans la direction périphérique comme dans la direction axial , des surfaces périphériques 10 et 13. Bien entendu, la présente invention n' pas limitée aux modes de réalisation que l'on vient de décrire, et on peut apporter à ceux-ci de nombreux changements et modifications sans sortir du domaine de l'invention. On peut ainsi prévoir d'autres moyens connus pour faciliter le contact glissant entre les régions -Lia et 14a à la place du revêtement 22. On pourrait ainsi o#_ deux régions, ou déposer un matériau p -ir ces an@ifrict_on métallique ou plastique. On pourrait aussi renoncer à de tels moyens. REVENDICATIONS 1 - Système de liaison (9) d'une couronne dentée (2) de démarreur sur la partie périphérique (3d'un support (1) lié à l'arbre de sortie d'un moteur thermique caractérisé en ce que - ïa partie périphérique (3) du suc po adaptée à recevoir la couronne (2) a en coupe radiale une forme correspondant sensiblement à un angles rentran:r# sensiblement droit, avec une surface périphérique (10) de fixas' _ de la couronne (2) sur le support , ) e@ une surface raaiale (11) de contact entre la couronne ( 2) et le support (1); - la partie périphérique intérieure !2," de- la couronne (2) adaptée à être fixée sur le support ._, a en coupe radiale une forme complémentaire correspondant sensiblement à un angle saillant sensibleme droit, avec une surface périphérique intérieure complementaire (13) adaptée à être fixée au moins partiellerr.Jnt sur la surface périphérique (10) du support (1), et #.e surface radiale complémentaire (14) adaptée à être au moins partiellement en contact avec la surface radiale du support (1); - la surface périphérique complémentaire (13) de la couronne (2) est fixée au moins partiellement sur la surface périphérique (10) du support (1), au moins dans la région (17, 23) de ladite surface périphérique complémentaire (13) la plus éloignée de -_a surface radiale complémentaire (14) de la couronne (2), d'une manière telle que la couronne (2) peut sa déformer légèrement lors d'un démarrage, et que _a surface radiale complémentaire (14) de la couronne (2) peut g 'isser L légèrement le long de la surface rad-'aie '11) du support (1); - des moyens sont le cas échéant prévus pour faciliter ce glissement. 2 - Système de liaison (9) selon la re@,.#end-cat,lon 1, caractérisé en ce qu'il comporte une bague annulaire (27) en un matériau déformable, par exemple en élastomère ou en plastomère, adhérisée d'un c-@té sur la surface périphérique (10) du support (1) et de l'autre côté sur la surface périphérique complémentaire (13) de la couronne (2). 3 - Système de liaison (9) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couronne (2) compc--te une partie annulaire (15) s'étendant axialement au -delà des dents (8) dans le sens axial (16 s'élc-gnant de la surface radiale complémentaire (14) et en ce que la couronne (2) est fixée au support (1) a l'extrémi-é axiale (17) de cette partie annulaire ( 15) par exemple par soudure ou par frettage. - Système de liaison (9) selon revendication 1, caractérisé en ce que la surface péri:-éricue intérieure complémentaire (13) de courcnne (2) a une dimension axiale correspondant de préférence sensiblement à celle des dents (8), en ce que la --c,-@ronne (2) est fixée sur le support (1) dans région 3) de la surface périphérique complémentaire (13éloignée de la surface radiale complémentaire par exemple par soudure ou par frettage, et en ce çue couronne (2) comporte une gorge annulaire (24) partant de la surface (25) limitant axialement la couronne (2) a l'opposé de la surface radiale complémentaire ( 13) s'étendant axialement vers ladite surface radiale ccmplémentaire (13) sur une partie de la dimens@ axiale la couronne (2). 5 - Système de liaison (9) selon revendication 3 ou 4, caractérisé en ce qu'il comporte un élément annulaire intermédiaire (26) sur lequel Fixée la couronne (2) et qui comporte ladite surface périphérique intérieure complémentaire (13), ladite surface radiale complémentaire (14), et le cas écchéant -adite partie annulaire (15) s'étendant axialeTer.` a,,: delà des dents (8), et en ce que ledit élément annuaire intermédiaire (26) est fixé sur le support ("@) à son extrémité axiale éloignée de la surface radiale comp-ér@.entaire (14) . 6 - Système de liaison (9) selon 'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un matériau favorisant le glissement la surface radiale complémentaire (14) de la ceuronn- 2) sur 1a surface radiale (11) du support (i), par exemple un élastomère ou plastomère, est intercalé entre ces deux surface radiales, de préférence sous la forme d'un revêtemer` (22) fixé sur la surface radiale (lCi du supp=# - Système de liaison (9) selon ,'une quelconque des revendications précédentes, caracterisé en ce la couronne (2) est fixée au support (ï) uniquem-nt selon des secteurs périphériques (28) de fixation régulièrement répartis autour de l'axe ( , du support (1) en laissant libres les deux secteurs diamétralement opposés (29) correspondant aux deux zones de compression, et/ou les deux secteurs diamétralement opposés 0) correspondant aux deux zones de détente. - Système de liaison (9) selon 'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce la surface périphérique (10) du support (1) présente un évidemment (31) au droit de chacun des deux secteurs (29) correspondant aux deux zones de compression et./ou de chacun des deux secteurs (30) correspondant aux deux zones de détente.