Brevet FR2863016A1 — publié le 20050603

Démarreur de véhicule automobile équipé de moyens de centrage du réducteur et de culasse sur le boîtier. 1 o Domaine technique de l'invention L'invention est relative à un démarreur de véhicule automobile comportant un moteur électrique ayant une culasse cylindrique de support du stator, et un rotor accouplé à un arbre de sortie pour l'entraînement en rotation d'un lanceur avec interposition d'un réducteur de vitesse à train épicycloïdal, ledit réducteur comprenant: une couronne ayant une jupe annulaire cylindrique dentée intérieurement, et un flasque radial doté d'un trou pour le passage coaxial de l'arbre de sortie, et des moyens de centrage axial de ladite couronne dans le support du démarreur. Etat de la technique Le document FR-A-2767157 décrit un démarreur du genre mentionné, dans lequel le calage axial de la couronne fixe du réducteur de vitesse sur le support de démarreur est réalisé par contact d'une paroi de la couronne sur un rebord du support. La culasse de l'inducteur prend appui contre l'extrémité du support qui est séparée axialement du rebord du support par une distance prédéterminée. Le centrage du support et de la culasse se fait sur toute la longueur de la jupe annulaire de la couronne. Un tel agencement impose un usinage précis du support, notamment au niveau du rebord et de l'extrémité séparés l'un de l'autre par la distance précitée. L'intervalle de tolérance de cette cote vient s'ajouter dans les chaînes de cotes de l'appareil. Objet de l'invention L'objet de l'invention consiste à réaliser un démarreur qui remédie aux inconvénients précités, de manière à obtenir un centrage et un positionnement précis de la couronne du réducteur, tout en simplifiant les opérations d'usinage du support, et en réduisant les chaînes de cotes du démarreur. Le démarreur selon l'invention est caractérisé en ce que la couronne du réducteur comporte une première face d'appui située dans le même plan que l'interface de liaison entre le support et la culasse. L'interface de liaison est délimitée entre une deuxième face d'appui du support en aboutement axial contre une troisième face d'appui de la culasse. L'usinage du support est simplifié, car seule la deuxième face d'appui du support doit être usinée. Selon un mode de réalisation préférentiel, la couronne comporte une collerette équipée de la première face d'appui venant en contact avec le support. La collerette fait saillie de la jupe de la couronne pour assurer le centrage de la culasse et de la couronne sur le support. La couronne du réducteur est bloquée en translation axiale par ladite collerette, et par un bossage d'arrêt de la culasse. Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non 25 limitatif, et représenté aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un démarreur équipé d'un levier articulé de commande de lanceur selon l'invention; - la figure 2 montre une vue en coupe à échelle agrandie de la couronne du 30 réducteur de vitesse, laquelle comprend une chape d'articulation d'un axe de pivotement rapporté ; la figure 3 représente une vue de profil de la figure 2; les figures 4, 5, et 7 sont des vues identiques de la figure 3 de trois variantes de réalisation de l'articulation du levier de commande du lanceur; la figure 6 est une vue en coupe verticale de la figure 7; la figure 8 est une vue de l'intérieur du support de démarreur au niveau de la couronne dentée du réducteur de vitesse; la figure 9 est une vue en coupe selon la ligne 9-9 de la figure 8; - la figure 10 est une vue en coupe à plus grande échelle du réducteur de la figure 1, montrant le centrage de la couronne par rapport au support et à la culasse. Description d'un mode de réalisation préférentiel. En référence à la figure 1, le démarreur 10 comporte un moteur électrique 11 composé d'un stator 12 et d'un rotor 13 montés de manière coaxiale, le stator 12 entourant le rotor 13, lequel est monté tournant autour d'un axe 14 à l'intérieur d'une culasse 15. Cette dernière est solidaire du support 16 du démarreur destiné à être fixé sur une partie fixe du véhicule automobile. Le stator 12 comporte par exemple un bobinage inducteur 17 comportant deux paires d'enroulements 18, qui sont enroulés chacun autour d'une masse polaire 19 solidaire de la culasse 15. Les masses polaires 19 sont fixées à l'aide de vis 20 à la culasse 15 comme décrit dans le document FR-A- 2 611 096 (figure 1). Chaque enroulement 18 est composé d'un conducteur continu enroulé autour de la masse polaire 19 dans le sens de son épaisseur de manière à former des spires jointives concentriques de diamètre croissant comme mieux visible dans les figures 2 à 5 du document EP A 749 194. L'axe de chaque enroulement 18 est radial par rapport à l'axe 14 du rotor 13, lequel constitue l'axe de rotation du moteur électrique 11. Le rotor 13 comporte un paquet de tôle dotées de rainures pour le montage de conducteurs 21 électriques en forme d'épingles. Ces conducteurs 21 sont reliés entre eux pour former un bobinage rotorique en liaison avec des lames 22 conductrices appartenant à un collecteur 23 solidaire de l'arbre 24 du moteur électrique 11. Des balais 25 frottent sur les lames 22 collectrices du collecteur 23 pour alimenter le bobinage rotorique. Les balais 25 appartiennent à un porte balais 26 équipé de cages de guidage et de réception des balais,' lesquels sont sollicités en direction des lames 22 collectrices par des ressorts 27. Le porte-balais 26 est solidaire d'un palier arrière 28 présentant dans la partie centrale un logement pour le montage d'un roulement à aiguilles 29. Le palier 28 sert au montage à rotation de l'extrémité arrière de l'arbre 24 du moteur électrique 11. L'axe de cet arbre 24 est confondu avec l'axe 14 du rotor 13, et avec l'axe de l'arbre de sortie 43, constituant l'arbre du lanceur 30. Le palier 29 arrière sert de centreur à l'extrémité arrière de la culasse 15, et est relié par des tirants 31 au support 16 du démarreur 10. Le démarreur 10 comporte également un contacteur 32 électromagnétique s'étendant parallèlement au moteur électrique 11 en étant implanté radialement au-dessus de celui-ci. Le contacteur 32 présente une cuve 33 portée par le support 16, et équipée d'une bobine B d'excitation dotée d'au moins un enroulement. La cuve 33 est fermée à l'avant par un capot 34 en matière électriquement isolante. La fixation du capot 34 est réalisée par rabattement de matière de l'extrémité libre de la cuve 33. Un épaulement de la cuve 33 permet d'assurer le calage axial d'un noyau fixe 35, lequel est calé axialement dans l'autre sens par le capot 34 portant des bornes 36, 37 d'alimentation électrique. Les bornes 36, 37 sont conformées pour former chacune un contact fixe 38 à l'intérieur du capot 34. L'une des bornes 36 est destinée à être reliée à la borne positive de la batterie, l'autre 37 est connectée par l'intermédiaire d'un câble 39 à l'entrée du bobinage inducteur 17 du stator et aux balais 25 de polarités positives. Lors de l'excitation de la bobine B, un noyau mobile 40 est attiré par attraction magnétique en direction du noyau fixe 35 pour provoquer simultanément la fermeture des contacts du contacteur 32, et l'actionnement d'un levier 41 de commande du lanceur 30. L'arbre de sortie 43 est monté dans un palier 42 avant du support 16, constitué à titre d'exemple par un roulement à aiguille. L'extrémité arrière de l'arbre de sortie 43 présente, comme décrit dans le document FR-A-2787833, un évidement pour l'agencement d'un palier lisse 44 servant au montage à rotation de l'extrémité avant de l'arbre 24 du moteur électrique 11. Cette extrémité avant est configurée pour former un pignon solaire 49 appartenant à un train épicycloïdal constituant un réducteur de vitesses 45 à engrenages, lequel est interposé entre l'arbre de sortie 43 et l'arbre 24 du moteur électrique 11. Le réducteur de vitesse 45 comporte une couronne 46 cylindrique immobilisée en rotation et ayant une jupe annulaire dentée intérieurement. Les dents 48 de h couronne 46 ont une orientation axiale, et engrènent avec des pignons satellites 47 montés à rotation autour d'axes portés par un plateau transversal solidaire de l'extrémité arrière de l'arbre 43 du lanceur 30. La couronne 46 est une pièce moulée, de préférence en matière thermoplastique rigide. Le lanceur 30 est monté coulissant sur l'arbre de sortie 43, et comporte un pignon d'entraînement 50, un entraîneur 51 actionné par le levier de commande 41 pivotant, et une roue libre 52 intercalée axialement entre l'entraîneur 51 et le pignon 50. L'entraîneur 51 est doté intérieurement de cannelures hélicoïdales en prise de manière complémentaire avec des dentures hélicoïdales externes portées par l'arbre de sortie 43. Le lanceur 30 est ainsi animé d'un mouvement hélicoïdal lorsqu'il est déplacé par le levier 41 contre la butée 53 pour venir, par l'intermédiaire de son pignon 50, en prise avec la couronne de démarrage (non représentée). Il est clair que le dispositif à roue libre 52 peut être remplacé par un dispositif d'attelage à embrayage conique, du type décrit dans le document FR-A-2772433. Le levier de commande 41 est accouplé par son extrémité supérieure au noyau mobile 40 du contacteur 32, et comporte dans sa partie médiane un axe de pivotement 54, qui selon l'invention, peut être intégré partiellement ou totalement dans une extension de la couronne 46 dentée fixe du réducteur 45 de vitesse à engrenages. Selon la figure 1, l'extension de la couronne 46 du réducteur 45 est constituée d'une ou de deux languettes 55 plates comprenant chacune un palier 56 semi-cylindrique destiné à recevoir l'axe de pivotement 54. Ce palier 56 constitue des moyens d'appui du levier 41 à la partie arrière de l'articulation, tandis que la partie avant de I'articulation est réalisée par un logement en forme de palier sur le support 16. L'espace restant entre l'arrière des languettes 55 et la face d'appui 57 du contacteur 32 est occupé par un plot d'étanchéité 58 en élastomère susceptible d'absorber les variations dimensionnelles. Dans cet exemple de réalisation, le palier 56 semi-cylindrique vient de moulage avec les languettes 55 d'extension de la couronne 46, et l'axe de pivotement 54 vient de moulage avec le levier de commande 41. L'avantage d'un tel montage évite l'emploi d'une pièce rapportée pour réaliser la surface d'appui et d'articulation du levier 41, et permet de simplifier les opérations d'usinage pour le maintien sans jeu des pièces à assembler. Les figures 2 à 7 montrent d'autres exemples de réalisation dans lesquels l'axe de pivotement 54 du levier 41 est intégré totalement à la couronne 46 du réducteur 45. En référence aux figures 2 et 3, le levier de commande 41 comporte des logements d'articulation 59 à la partie supérieure pour la liaison avec le noyau mobile 40, et une fourchette 60 à la partie inférieure destinée à s'engager dans l'entraîneur 51. La jupe 61 annulaire à dents 48 internes de la couronne 46 est reliée à un flasque 62 radial, lequel est percé en son centre d'un trou 63 traversé coaxialement par l'arbre de sortie 43. La couronne 46 du réducteur 45 est dotée d'une chape 64 permettant l'insertion de l'axe de pivotement 54 pour l'articulation du levier 41. La chape 64 vient avantageusement de moulage avec la couronne 46, tandis que l'axe de pivotement 54 est une pièce rapportée traversant un trou du levier 41 pour se loger dans des orifices 65 alignés de la chape 64. Sur la figure 4, la chape 64 de la couronne 46 est formée par deux pattes 64a, 64b élastiques munies de deux orifices 65 alignés. L'axe de pivotement 54 vient de moulage avec le levier 41, et peut être introduit dans les orifices 65 après écartement transversal des pattes 64a, 64b. Sur la figure 5, les deux pattes 64a, 64b élastiques de la chape 64 sont munies chacune d'un tourillon 66 venant se clipser dans une gorge 67 annulaire du levier de commande 41 pour constituer l'articulation de ce dernier sur la couronne 46. Sur la variante des figures 6 et 7, la chape 64 prévue sur l'extension de la couronne 46 dentée, comporte un berceau 68 en forme de U dans lequel est engagé l'axe de pivotement 54. Ce dernier peut être intégré au levier de commande 41, notamment par moulage, ou être rapporté transversalement dans un orifice du levier 41. Il est clair que la chape 64 de logement de l'axe de pivotement 54 peut être constituée par une pièce fixée sur la couronne 46 dentée, au lieu de venir directement de moulage avec la couronne du réducteur, comme dans les 1 o exemples des figures 2 à 7. La pièce d'articulation peut être solidarisée mécaniquement à la couronne par tout mode de fixation, notamment par soudage, collage, clipsage, sertissage, coulissement dans une rainure en T ou queue d'aronde. Le montage intégré de l'articulation du levier de commande 41 sur la couronne 46 du réducteur 45, tel que représenté sur les exemples de réalisation des figures 2 à 7, permet d'obtenir les avantages suivants: simplification de l'usinage du support 16, la face d'appui 57 du contacteur 32, et le logement de l'appui du levier 41 peuvent rester bruts, le plot d'étanchéité 58 en élastomère est une pièce moins coûteuse que l'appui du levier selon le document FR-A-2787833. En référence aux figures 8 et 9, le blocage en rotation de la couronne 46 dentée est avantageusement réalisé par la chape 64 qui vient se loger dans une cavité 69 de forme complémentaire ménagée dans le support 16. En plus de sa fonction d'articulation du levier de commande 41, la chape 64 constitue simultanément un élément d'arrêt mâle, lequel est dimensionné pour s'ajuster à la largeur de la cavité 69. Cette dernière, déjà agencée pour le positionnement et le guidage du levier de commande 41, constitue un élément femelle de retenue de la chape 64 pour l'immobilisation en rotation de la couronne 46 du réducteur 45. Le support 16 de démarreur est ainsi simplifié par rapport à celui des documents FR-A-2787833 et FR-A-2767157, car il ne nécessite pas de nervures ou de rainures spécifiques pour l'arrêt en rotation de la couronne dentée 46. L'absence de nervures ou autres protubérances en relief à l'intérieur du support 16 de démarreur, libère du volume disponible pour loger des composants plus encombrants, par exemple un lanceur 30 de plus grand diamètre. La chape 64 possède dans l'exemple des figures 8 et 9, une double fonction d'articulation du levier 41 et d'arrêt en rotation de la couronne 46, ce qui simplifie également la fabrication de cette dernière. Les risques de déformation au moulage de la couronne 46 en thermoplastique sont ainsi limités. La figure 10 montre le dispositif de positionnement de la couronne 46 du réducteur 45 par rapport support 16 du démarreur et la culasse 15 du moteur électrique 11. La couronne 46 présente une collerette 73 ayant une première face d'appui 70 située dans le même plan que la deuxième face d'appui 71 du support 16 de démarreur, et que la troisième face d'appui 72 de la culasse 15 de l'inducteur. Le centrage de la couronne 46 dentée dans le support 16 est assuré par la première face d'appui 70 de la collerette 73. Le centrage de la culasse 15 sur la couronne 46 s'effectue sur le diamètre extérieur de la collerette 7. La troisième face d'appui 72 de la culasse 15 est en contact avec la deuxième face d'appui 71 du support 16, ce qui garantit en permanence la continuité électrique entre la culasse et le support. Le blocage en translation axiale de la couronne 46 du réducteur 45 résulte de la présence de la collerette 73 radiale qui prend appui contre la deuxième face d'appui 71 du support 16, et d'un bossage d'arrêt 74. Ce dernier est obtenu par une forme emboutie dans la culasse 15, et venant en butée contre la jupe 61 à l'opposé de la collerette 73. La collerette 73 de centrage et de positionnement de la couronne 46 permet de simplifier les opérations d'usinage, et de réduire les chaînes de cotes du démarreur. Seule la deuxième face d'appui 71 du support 16 doit être usinée. Ainsi qu'il en ressort à l'évidence de la description et des dessins, les languettes 55 et les pattes 64a, 64b de la chape 64 ménagent entre elles un espace pour le passage du levier de commande 41, ici en matière plastique. Les languettes 55 correspondent aux pattes 64a, 64b de la chape 64 avec seulement chacune un palier 56. Le levier 41 est relié au noyau mobile 40 via une tige attelée élastiquement au noyau mobile 40 comme visible partiellement à la figure 1, et mieux visible à la figure 2 du document FR-A-2787833. La fourchette 60 comporte à son extrémité 1 o inférieure deux doigts pénétrant dans une gorge ménagée dans l'entraîneur 51, l'un des flancs de la gorge étant formé par une rondelle montée par encliquetage sur l'entraîneur, comme décrit dans le document FR-A-2687736. La culasse 15 de forme cylindrique comme la cuve 33, présente une structure simplifiée grâce à l'invention, puisque la couronne 46 présente une extension, ayant ici globalement une orientation transversale. Cette extension s'étend sensiblement dans le prolongement du flasque 62 de la couronne 46 de forme creuse, servant de logement au réducteur de vitesse à train épicycloïdal. Revendications 1. Démarreur de véhicule automobile comportant un moteur électrique (11) ayant une culasse (15) cylindrique de support du stator (12), et un rotor (13) accouplé à un arbre de sortie (43) pour l'entraînement en rotation d'un lanceur (30) avec interposition d'un réducteur (45) de vitesse à train épicycloïdal, ledit 1 o réducteur comprenant: - une couronne (46) ayant une jupe (61) annulaire cylindrique dentée intérieurement, et un flasque (62) radial doté d'un trou (63) pour le passage coaxial de l'arbre de sortie (43), - et des moyens de centrage axial de ladite couronne (46) dans le support 15 (16) du démarreur, caractérisé en ce que la couronne (46) du réducteur (45) comporte une première face d'appui (70) située dans le même plan que l'interface de liaison entre le support (16) et la culasse (15). 2. Démarreur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'interface de liaison est délimitée entre une deuxième face d'appui (71) du support (16) en aboutement axial contre une troisième face d'appui (72) de la culasse (15). 3. Démarreur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la couronne 25 (46) comporte une collerette (73) équipée de la première face d'appui (70) venant en contact avec le support (16). 4. Démarreur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la collerette (73) fait saillie de la jupe (61) de la couronne (46) pour assurer le centrage de la 30 culasse (15) et de la couronne (46) sur le support (16). 5. Démarreur selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la couronne (46) du réducteur (45) est bloquée en translation axiale par ladite collerette (73), et par un bossage d'arrêt (74) de la culasse (15). 6. Démarreur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la collerette (73) de centrage vient directement de moulage avec la couronne (46).