Brevet FR2848615A1 — publié le 20040618

DEMARREUR DE MOTEUR La présente invention se rapporte à un démarreur de moteur comportant un embrayage centrifuge unidirectionnel. JP-UJ-52-15631 décrit un démarreur pour un moteur à combustion interne. Le démarreur comprend un moteur de démarrage, un embrayage centrifuge unidirectionnel du type à galets et une poulie de démarreur qui est solidaire 10 d'une courroie avec une poulie côté moteur, fixée sur le vilebrequin du moteur. L'embrayage unidirectionnel est incorporé à la poulie de démarreur et est relié à un arbre tournant du moteur de démarreur. L'embrayage unidirectionnel est constitué d'un élément d'embrayage 15 extérieur qui est intégré à la poulie de démarreur, un élément d'embrayage intérieur et une pluralité de galets disposés entre l'élément d'embrayage extérieur et l'élément d'embrayage intérieur. Lorsque le moteur de démarrage tourne, le couple du moteur de démarrage est 20 transmis au moteur par l'intermédiaire de l'embrayage unidirectionnel, car les galets engagent l'élément d'embrayage extérieur avec l'élément d'embrayage interne. D'autre part, le couple du moteur est empêché de se transmettre au moteur de démarrage lorsque le moteur 25 démarre et tourne à une vitesse normale, car les galets, par une force centrifuge plus grande, sont forcés de libérer l'élément d'embrayage externe de l'élément d'embrayage interne. Dans le dispositif de démarreur de moteur entraîné 30 par courroie décrit ci-dessus, la vitesse de rotation (c'est à dire rotation sans charge) du moteur de démarrage et l'élément d'embrayage interne augmente pendant un moment même lorsque la transmission de la rotation du démarreur au moteur est arrêtée due à la constante de temps de l'induit de celui-ci. D'autre part, la rotation du moteur est toujours transmise à la poulie de démarreur, car la poulie de démarreur est solidaire de la poulie côté 5 moteur par l'intermédiaire d'une courroie. Lorsque le moteur démarre et que la vitesse de rotation de celui-ci augmente rapidement, l'élément d'embrayage externe, qui est incorporé à la poulie de démarreur, tourne à une vitesse bien supérieure à celle de l'élément d'embrayage 10 interne. Il s'ensuit que les galets ne peuvent pas répondre à la rotation de l'élément d'embrayage externe, de sorte qu'ils tournent avec frottement entre les éléments interne et externe. Par conséquent, l'élément d'embrayage interne et les galets sont toujours soumis à 15 usure, ce qui peut produire un défaut de transmission de couple. Par conséquent, un objet de l'invention est de prévoir un embrayage centrifuge unidirectionnel de démarreur qui présente une amélioration de durée de vie 20 allongée. Selon la présente invention, un démarreur se compose d'un moteur de démarrage, d'un élément de sortie qui fournit un couple de sortie du moteur de démarrage, un élément de transmission de couple 25 relié entre l'élément de sortie et un vilebrequin d'un moteur et un embrayage centrifuge unidirectionnel relié entre le moteur de démarrage et l'élément de sortie. Dans le démarreur ci-dessus, l'embrayage centrifuge unidirectionnel comporte un élément d'embrayage interne 30 entraîné en rotation par le moteur de démarrage, un élément d'embrayage externe fixé à l'élément de sortie pour tourner ensemble, une pluralité de galets disposés entre l'élément d'embrayage interne et l'élément d'embrayage externe. L'élément d'embrayage externe a des chambres à cames en forme de coins qui accueillent les galets. Avec la structure ci-dessus, une première vitesse de rotation du moteur à laquelle un produit de la pression 5 de contact entre les galets et l'élément d'embrayage interne et une vitesse de rotation relative entre les galets et l'élément d'embrayage interne devient un maximum se fait être inférieure à une seconde vitesse de rotation moteur à laquelle fonctionne le plus souvent le moteur. Ainsi, l'embrayage unidirectionnel est empêché de trop s'user et la durée de vie de l'embrayage unidirectionnel peut être augmentée. Selon une autre caractéristique, une vitesse de rotation moteur à laquelle les galets se dégagent de 15 l'élément d'embrayage interne par la force centrifuge peut se trouver être supérieure à une vitesse de rotation du moteur de démarrage à laquelle aucune charge n'est liée au moteur de démarrage. En supposant que la vitesse de rotation du moteur 20 décroisse brusquement juste après son lancement, du fait d'un défaut d'allumage ou similaire, si la vitesse de rotation de l'embrayage unidirectionnel à laquelle les galets de l'embrayage se dégagent de l'élément d'embrayage interne est inférieure à la vitesse de rotation du moteur 25 de démarrage lorsqu'il n'a aucune charge, un choc excessif peut s'appliquer au moteur de démarrage lorsque le moteur est lié au moteur via l'embrayage unidirectionnel par la différence de vitesse entre le moteur et le moteur de démarrage considérablement grand. Toutefois, ce choc 30 excessif peut être réduit si la vitesse de rotation de l'embrayage unidirectionnel à laquelle les galets de l'embrayage sont dégagés de l'élément d'embrayage interne est supérieure à la vitesse de rotation du moteur de démarrage lorsqu'il n'a pas de charge. Car lorsque les galets s'engagent avec l'élément interne d'embrayage de l'embrayage unidirectionnel, la différence de vitesse entre le moteur et le moteur de démarrage devient faible, comme indiqué en Fig. 7 (b). Selon la présente invention, l'élément de sortie peut être une poulie de démarreur intégrée à l'élément d'embrayage extérieur et l'élément de transmission de couple peut comporter une poulie de vilebrequin et une 10 courroie qui relie la poulie de démarreur et la poulie de vilebrequin. D'autres objets, propriétés et caractéristiques de la présente invention, de même que les fonctionnements des éléments apparentés de la présente invention deviendront 15 apparents après avoir étudié la description détaillée suivante, les revendications et les schémas en annexe. Sur les schémas: La Fig. 1 est un graphique montrant la relation entre une vitesse de rotation moteur et un produit PV, qui est 20 un produit d'une pression entre un galet et un élément d'embrayage interne et une différence de vitesse entre le galet et l'élément d'embrayage interne; la Fig. 2 est un plan de principe montrant un moteur et un démarreur reliés par poulies et une courroie; la Fig. 3 est une vue en 25 coupe transversale agrandie fragmentaire d'un embrayage centrifuge unidirectionnel; la Fig. 4 illustre les étapes de fonctionnement de l'embrayage; la Fig. 5 illustre l'idée de la valeur PV; la Fig. 6 est un graphique montrant l'idée du produit PV; et la Fig. 7 montre le 30 rapport entre une vitesse de séparation de galets et une vitesse de rotation sans charge du moteur de démarrage. Certains modes de réalisation préférés de l'invention vont être décrits en s'appuyant sur les schémas en annexe. Un démarreur de moteur selon le premier mode de réalisation de l'invention va être décrit en se basant sur les Figs. 1-6. Comme indiqué en Figs. 2, le démarreur de moteur selon le premier mode de réalisation de l'invention est monté dans une partie d'un véhicule près d'un moteur 1 pour lancer le moteur 1. Le démarreur de moteur inclut un 10 moteur de démarreur 2, un arbre de sortie 3 et une poulie de démarreur 5. La poulie de démarreur 5 est solidaire de l'arbre de sortie 3 via un palier 4, comme indiqué en Fig. 3. La poulie de démarreur 5 est solidaire d'un vilebrequin de moteur 6 via une poulie de vilebrequin 7 et une 15 courroie 8. Le moteur de démarrage 2 est un moteur commun CC ou CA qui comporte un induit actionné par une batterie. L'arbre de sortie 3 est reliée à l'axe d'induit du moteur de démarrage 2 via un mécanisme de réduction de vitesse du 20 type à engrenages planétaires (non représenté). Un embrayage centrifuge unidirectionnel 9 est disposé entre l'arbre de sortie 3 et la poulie de démarreur 5 pour empêcher la rotation du moteur de se transmettre au moteur de démarrage 2 lorsque le moteur 1 a démarré. L'embrayage centrifuge unidirectionnel 9 inclut une pluralité de galets 9a, l'élément d'embrayage interne 9b et un élément d'embrayage externe 9c. L'élément d'embrayage externe 9c a une pluralité de chambres en forme de coins 9d qui accueillent les galets 9a, comme 30 représenté en Fig. 4. L'élément d'embrayage interne 9b est monté par force en surface périphérique extérieure de l'arbre de sortie 3 pour tourner avec à cet endroit et être entraîné en rotation par le moteur de démarrage 2 lorsque le moteur de démarrage 2 démarre le moteur 1 L'élément d'embrayage externe 9c est intégré à une poulie de démarreur 5 et est supporté à ses extrémités opposées par une paire de paliers 4, 4 afin de tourner en rotation relativement à l'élément d'embrayage interne 9b. Les galets 9a sont respectivement disposés ou logés dans les chambres à cames en forme de coins 9d et sous l'influence de des ressorts 9e dans le sens convenant pour les caler, comme représenté en Fig. 4 (a). Lorsque 10 l'élément d'embrayage interne 9b est entraîné par le moteur de démarrage 2 pour tourner en rotation avec l'arbre de sortie 3, l'élément d'embrayage interne 9b et l'élément d'embrayage externe 9c sont bloqués via les galets 9a, de sorte que la rotation de l'élément 15 d'embrayage interne 9b est transmise à l'élément d'embrayage externe 9c. En conséquence, la rotation de l'élément d'élément externe 9e est transmise à la poulie de vilebrequin 7 via la poulie de démarreur 5 et la courroie 8 pour faire tourner le vilebrequin 7. Lorsque le moteur l démarre et que la vitesse de rotation du vilebrequin et de l'élément d'embrayage externe 9c deviennent supérieures à la vitesse de rotation de l'élément d'embrayage interne 9b, les galets tournent à vide à la surface de l'élément d'embrayage interne 9b pour 25 désaccoupler l'élément d'embrayage externe 9c de l'élément d'embrayage interne 9b. Ensuite, les galets 9a se séparent de l'élément d'embrayage interne 9b par la force centrifuge alors que la vitesse de rotation du moteur augmente, comme indiqué en Fig. 4 (c). Par la suite, on se 30 référera à la vitesse de rotation du moteur à laquelle les galets 9a se séparent tout à fait de l'élément d'embrayage interne 9b sous le nom de vitesse de séparation. Tandis que les galets 9a tournent à vide après démarrage du moteur 1, les galets 9a ne se séparent pas complètement de l'élément d'embrayage interne 9b. Par conséquent, La périphérie externe de l'élément d'embrayage 5 interne 9b et les galets 9a sont soumis à usure par frottement, comme indiqué en Fig. 4 (b) . On peut exprimer l'usure par frottement par le produit (PV) d'une pression P entre les galets 9a et l'élément d'embrayage interne 9b et une différence de vitesse V entre les galets 9a et 10 l'élément d'embrayage interne 9b. En outre, le produit du produit PV et toute la durée de marche à vide pendant la vie entière de l'embrayage unidirectionnel indique directement la valeur de l'usure par frottement des galets. Comme indiqué en Fig. 5 (a), la pression P décroît à mesure que la vitesse de rotation du moteur croît. La pression devient nulle lorsque les galets se séparent de l'élément interne 9b à la vitesse de séparation. D'autre part, la différence de vitesse entre les galets 9a et 20 l'élément d'embrayage interne 9b augmente à mesure que la vitesse de rotation du moteur augmente, comme indiqué en Fig. 5 (b). Par conséquent, le produit PV trace une courbe qui présente un point maximum lorsque la vitesse de rotation-du moteur change, comme indiqué en Fig. 5 (C). Le 25 point maximum indique la vitesse de rotation à laquelle l'usure par frottement est maximale. Par conséquent, l'embrayage unidirectionnel ne doit pas s'utiliser fréquemment à la vitesse de rotation qui correspond au point maximum (ciaprès appelé vitesse du 30 point maximum) afin de réduire l'usure par frottement des galets 9a. La vitesse du point maximum devient supérieure avec l'augmentation de la vitesse de séparation. La vitesse de séparation devient supérieure si la charge élastique des ressorts 9e augmente, et la charge du ressort augmente avec l'augmentation du poids des galets 9a. De là, la pression P augmente, et le produit PV augmente. Au fur et à mesure qu'augmente la vitesse de 5 séparation, la durée de marche à vide des galets augmente, de sorte que la vitesse du point maximum augmente, comme indiqué en Fig. 6. A mesure que la vitesse de séparation augmente, les galets 9a s'usent plus, raccourcissant la durée de vie de 10 l'embrayage unidirectionnel 9. Afin d'augmenter la durée de vie selon l'invention, la vitesse du point maximum (par exemple 1 000 tours/minute) s'établie pour être inférieure à celle de la vitesse de rotation du moteur (par exemple 1 800 tours/minute, à laquelle on se réfère ci-après sous le 15 terme de vitesse de marche la plus fréquente) à laquelle le moteur doit fonctionner fréquemment, comme indiqué en Fig. 6. De préférence, la vitesse du point maximum est établie pour être supérieure à la seconde vitesse la plus fréquente de 700 tours/minute, comme indiqué en Fig. 6. Ainsi, on peut empêcher les galets 9a de trop s'user, de sorte que la durée de vie de l'embrayage centrifuge unidirectionnel 9 peut-elle être allongée. Nous allons décrire un démarreur de moteur selon le second mode de réalisation de l'invention en se basant sur 25 la Fig. 7. Dans le démarreur selon le second mode de réalisation, la vitesse de séparation est établie pour être supérieure à la vitesse de rotation (on s'y réfère ci-après comme à la vitesse moteur sans charge) du moteur 30 de démarrage 2 lorsqu'il tourne sans charge. Par exemple, supposant que la vitesse de rotation du moteur décroisse brusquement par accident après démarrage du moteur, tel un défaut d'allumage, si la vitesse de séparation de l'embrayage centrifuge unidirectionnel est inférieure à la vitesse du moteur sans charge, un choc excessivement important peut s'appliquer au moteur de démarrage 2, comme indiqué en Fig. 7 (a). Dans le démarreur selon le second mode de réalisation de l'invention, la vitesse de séparation de l'embrayage centrifuge unidirectionnel 9 est plus importante que la vitesse moteur sans charge, comme indiqué en Fig. 7 (b). Même si la vitesse de rotation du moteur chute brusquement 10 par accident, l'embrayage unidirectionnel enclenche le moteur d'embrayage et le moteur à une vitesse qui a un faible différence par rapport à la vitesse de rotation du moteur. Par conséquent, il ne s'applique pas de choc excessivement grand au moteur de démarrage 2. Incidemment, la vitesse de séparation peut changer avec le changement de la charge du ressort 9e, le poids des galets 9a ou la configuration de la chambre en forme de coin 9d. Si la vitesse de séparation est établie pour être 20 plus élevée que la vitesse du moteur sans charge, le choc causé par l'enclenchement de l'embrayage peut être modéré. Toutefois, la durée pendant laquelle les galets tournent à vide augmente. Par conséquent, il est bien préférable que le moteur de démarreur soit disposé pour avoir les deux 25 caractéristiques des premier et du second modes de réalisation. A savoir, la vitesse du point maximum est établie pour être inférieure à la vitesse de marche la plus fréquente, et la vitesse de séparation est établie pour 30 être plus élevée que la vitesse du moteur sans charge. Dans la description précédente de la présente invention, l'invention a été décrite en référence à des modes de réalisation particuliers de celle- ci. Toutefois, 1 0 il est évident que divers changements et modifications peuvent être apportés à ces modes de réalisation spécifiques de la présente invention sans s'écarter de la portée de l'invention telle qu'exposée dans les revendications en annexe. REVENDICATIONS 1. Démarreur comportant un moteur de démarrage (2) un élément de sortie (5) qui fournit un couple de sortie 5 du moteur de démarrage (2), un élément de transmission du couple (7, 8) relié entre l'élément de sortie (5) et un vilebrequin (6) d'un moteur (1) et un embrayage centrifuge unidirectionnel (9) relié entre le moteur de démarrage (2) et l'élément de sortie (5), dans lequel l'embrayage 10 centrifuge unidirectionnel (9) comporte un élément d'embrayage interne (9b) entraîné en rotation par le moteur de démarrage (2) , un élément d'embrayage externe (9c) fixé à l'élément de sortie (5) pour tourner avec à cet endroit, une pluralité de galets (9a) disposés entre 15 l'élément d'embrayage interne (9b) et l'élément d'embrayage externe (9c), dans lequel l'élément d'embrayage externe (9a) présente des chambres à cames en forme de coins (9d) qui accueillent les galets (9a) caractérisé en ce que une première vitesse de rotation moteur à laquelle un produit de la pression de contact entre les galets (9a) et l'élément d'embrayage interne (9b) et une vitesse de rotation relative entre les galets (9a) et l'élément d'embrayage interne (9b) devient un maximum est établie 25 pour être inférieure à une seconde vitesse de rotation du moteur à laquelle le moteur fonctionne le plus souvent. 2. Démarreur selon la revendication 1, caractérisé en ce que une vitesse de rotation du moteur à laquelle les galets se libèrent de l'élément d'embrayage interne (9b) par la force centrifuge est établie être supérieure à une vitesse de rotation du moteur à laquelle aucune charge n'est liée au moteur de démarrage (2), 3. Démarreur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de sortie (5) est une 5 poulie de démarreur (5) intégrée à l'élément d'embrayage externe (9c) , et que l'élément de transmission de couple (7, 8) comporte une poulie de vilebrequin (7) et une courroie (8) qui relie la poulie de démarreur (5) et la poulie de vilebrequin (7).