Brevet FR2885979A1 — publié le 20061124

Dispositif de pilotage de la tension d'une courroie de démarreur et démarreur à courroie incorporant un tel dispositif La présente invention se rapporte à un dispositif de pilotage de la tension d'une courroie de démarreur pour moteur à combustion interne et à un démarreur à courroie incorporant un tel dispositif Il a été proposé, en remplacement des démarreurs classiques à lanceur mécanique et pignon d'entraînement de la roue dentée associée au vilebrequin, d'entraîner le vilebrequin au moyen d'une courroie, via une poulie liée solidaire en rotation, la courroie étant elle-même entraînée par un moteur électrique. En particulier, le document DE 101 18 277 A1 montre un démarreur à courroie pour véhicule automobile muni d'un dispositif de pilotage de la tension de la courroie de transmission au moyen d'un mécanisme d'actionnement, en l'espèce, un dispositif du type à moteur électrique et ressort hélicoïdal de transmission de mouvement. Dans ce dispositif, un galet tendeur est monté rotatif sur une branche d'une équerre en L , l'autre branche étant montée en rotation axiale sur le ressort hélicoïdal. Le ressort présente de larges spires faites à partir d'un fil métallique de gros diamètre. La torsion du ressort est réalisée au moyen d'un moteur électrique monté à l'intérieur du ressort (ou à l'extérieur, le moteur agissant dans ce dernier cas via une courroie de mise en tension du ressort).Le moteur électrique est ainsi apte à provoquer une rotation de l'équerre mobile autour d'une de ses branches via la torsion du ressort. La rotation de l'équerre provoque un déplacement du galet tendeur et permet donc d'agir sur la tension de la courroie du démarreur. Le moteur est commandé en fonction de paramètres influençant la tension de la courroie de transmission comme, par exemple, la température ou le régime moteur. Cependant, ce dispositif connu présente un certain nombre d'inconvénients liés à la structure à ressort du dispositif préconisé et à l'imprécision de la position du galet qui en résulte. On notera, en particulier, que le ressort hélicoïdal à gros fil, utilisé pour la transmission du mouvement vers le galet tendeur, est sensible non seulement à son environnement et notamment aux conditions de température, mais également à la fatigue. Le but de l'invention est de proposer un dispositif de pilotage de la tension de courroie d'un démarreur pour moteur à combustion interne susceptible de réduire sensiblement voire d'éliminer, les inconvénients susnommés, et permettant notamment un réglage de précision améliorée de la tension de courroie. On atteint ce but de l'invention au moyen d'un dispositif de pilotage de la tension d'une courroie de démarreur pour moteur à combustion interne comportant des moyens de réglage de la tension de la courroie du type à galet tendeur monté en rotation sur un axe de galet tendeur mobile et dont la position est commandée par un mécanisme d'actionnement, caractérisé en ce que ledit mécanisme d'actionnement est du type à bras de levier commandé par la tige d'actionnement d'un vérin. Ainsi, contrairement au dispositif connu à ressort hélicoïdal, il est possible de déterminer la position du galet tendeur et donc la tension de la courroie, de manière très précise à l'aide du vérin. De plus, ce dispositif est plus facile à monter qu'un dispositif à moteur et ressort. De préférence, ledit vérin est du type électrique. De manière avantageuse, un vérin électrique peut facilement être mis en oeuvre dans un véhicule automobile. De manière préférée, ledit vérin électrique comporte un moteur électrique et un dispositif de réducteur pour entraîner en translation ladite tige d'actionnement. Avec un dispositif de réducteur, pour un même effort sur la tige d'actionnement, il est possible de réduire les dimensions du moteur électrique. De préférence, ledit bras est monté pivotant sur un axe fixe associé à un bâti fixe par rapport audit moteur. Ainsi, le mouvement du bras dépend linéairement du mouvement de la tige de commande, ce qui permet de régler de manière très précise la position du bras de commande. De manière préférée, ledit bras présente une forme de fourchette à deux branches, l'extrémité libre de chacune desdites branches étant apte à coopérer avec l'axe avec l'axe de galet tendeur de part et d'autre dudit galet tendeur. Avec un bras en forme de fourchette à deux branches, le bras coopère avec le galet tendeur de manière symétrique, ce qui est avantageux pour l'équilibre du dispositif en général et du galet tendeur, en particulier. De préférence, chacune des branches de la fourchette présente une came en creux au niveau de son extrémité coopérant avec ledit axe de galet tendeur. Ainsi, l'extrémité des branches de la fourchette présente une forme de came en creux qui est adaptée à la trajectoire du galet tendeur sous l'effet de l'action du bras de commande. De manière préférée, ledit axe de galet tendeur est monté dans un support de galet tendeur, ledit support de galet tendeur étant monté libre en rotation par rapport audit axe fixe. Ainsi, on assure de manière avantageuse, un montage stable du galet tendeur par rapport au bâti. De préférence, une butée d'appui est ménagée sur ledit bâti fixe par rapport audit moteur, ladite butée d'appui coopérant avec ledit support de galet tendeur pour limiter la rotation dudit galet tendeur par rapport audit axe fixe. Une telle butée permet avantageusement de maintenir le galet tendeur dans sa position correspondant à la tension nominale préconisée de la courroie, sans solliciter le vérin de commande. De manière préférée, une saillie de butée est ménagée sur ledit bâti fixe, le mouvement de retour dudit bras de levier étant limité par cette saillie de butée. Ainsi, on empêche avantageusement le bras de commande d'être trop éloigné du galet tendeur, ce qui permet d'avoir une bonne rapidité de réponse du système. De préférence, sous l'action dudit vérin, la rotation dudit bras de levier déplace ledit galet tendeur afin de tendre ou de détendre ladite courroie. Ainsi, le dispositif est avantageusement de fonctionnement simple et permet cependant un réglage précis de la tension de la courroie. De manière préférée, sous l'action de ladite tige d'actionnement dudit vérin, le bras de levier pivote autour dudit axe fixe, venant en appui sur ledit axe de galet tendeur pour faire pivoter ledit galet tendeur autour dudit axe fixe. Ainsi, avantageusement, la modification de la position du galet tendeur, commandée par la rotation du bras de commande, accroît ou diminue sensiblement la longueur de la courroie et donc accroît ou diminue sensiblement sa tension. De préférence, le carter dudit vérin est monté pivotant par rapport audit bâti fixe par rapport audit moteur. Le montage du dispositif est ainsi plus aisé. L'invention concerne également un démarreur à courroie pour moteur à combustion interne comportant un dispositif de pilotage de la tension de courroie tel que présenté ci-avant dans toutes ses variantes, remarquable en ce qu'il comporte un moteur de démarrage, une courroie et un jeu de poulies d'entraînement, une poulie étant montée solidaire en rotation à un vilebrequin dudit moteur. Ainsi, le démarreur à courroie permet de tendre la courroie de manière importante en cas de nécessité, tout en conservant une tension nominale d'utilisation relativement faible mais suffisante pour le bon fonctionnement du moteur et de ses accessoires. De préférence, la section de ladite courroie présente un profil interne à plusieurs V destiné à coopérer avec une poulie solidaire dudit moteur de démarrage présentant une face externe de coopération complémentaire de ladite section de ladite courroie. Avec une telle section de la courroie et une telle face externe de la poulie solidaire du moteur de démarrage, il est possible de transmettre un couple plus important puisque la surface de contact, et donc de coopération, entre la courroie et la poulie du moteur est plus grande pour une largeur de la courroie donnée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de l'examen de la description qui va suivre, proposée à titre illustratif et non limitatif en regard des figures ci-annexées, sur lesquelles : - la figure 1 représente en vue de trois-quarts face un démarreur pour véhicule automobile dans lequel le dispositif selon l'invention est mis en u̇vre, la courroie étant tendue à sa tension nominale ; - la figure 2 représente en vue de côté le démarreur de la figure 1, la courroie étant tendue à sa tension nominale ; - la figure 3 représente en vue de côté le démarreur de la figure 1, la courroie étant tendue pour un démarrage par grand froid ; et - la figure 4 représente, en coupe selon A-A, le montage du galet tendeur par rapport au bâti fixe.La figure 1 représente en vue de trois-quarts face un démarreur 10 pour véhicule automobile dans lequel le dispositif selon l'invention 12 est mis en oeuvre, la courroie 14 étant tendue à sa tension nominale, correspondant à un fonctionnement normal du moteur en régime. Le démarreur 10 comprend une courroie 14 montée tendue entre une pluralité de poulies. Telle que représentée à la figure 1, la courroie 14 est montée sur une poulie de démarreur 16 reliée au moteur de démarreur 17, une poulie d'alternateur 18 reliée à l'alternateur 19, représenté en partie à la figure 1, une poulie de compresseur 20 reliée à un compresseur de climatisation par exemple, et une poulie de vilebrequin 22 reliée au vilebrequin. La courroie 14 est également montée sur un galet enrouleur 24 et un galet tendeur 26. Le galet enrouleur 24 permet d'entraîner en rotation un plus grand nombre de poulies pour un encombrement identique. Le sens de rotation de la poulie de vilebrequin 22 est indiqué sur cette figure 1 par la flèche 28. Le montage du galet tendeur 26 est décrit ci-après plus en détails, en regard de la figure 4. Sur cette figure 4, on peut remarquer que le galet tendeur 26 est monté rotatif sur un axe de galet tendeur 30 au moyen d'un roulement à bille 32. Cet axe de galet tendeur 30 est terminé d'un côté par une tête d'axe de galet tendeur 34. L'axe de galet tendeur 30 est monté dans un support de galet tendeur 36, de telle sorte qu'une douille 38, une rondelle 39 et un écrou 40 soient montés sur l'extrémité de l'axe de galet tendeur 30 opposée à la tête 34 de l'axe 30. Ainsi, l'axe de galet tendeur 30 est monté sensiblement fixe en translation et en rotation par rapport au support de galet tendeur 36. Un joint torique 42, respectivement 44, est prévu à la périphérie de la douille 38, respectivement à la périphérie de la tête 34 de l'axe de galet tendeur 30.Le support de galet tendeur 36 est monté sur un axe de pivot tendeur 46, fixe par rapport au bâti 48 fixe par rapport au moteur. Tel que représenté sur la figure 4, ce bâti fixe 48 est réalisé par l'assemblage de trois éléments notés 48a, 48b et 48c, fixes les uns par rapports aux autres. Le pivotement de ce support de galet tendeur 36 autour de l'axe de pivot tendeur 46 est limité par une première butée d'appui réglable (non représentée) ménagée sur le bâti 48 de telle façon qu'elle maintient le support de galet tendeur 36 à sa position correspondant à la tension nominale de la courroie 14, illustrée aux figues 1 et 2. Cette butée d'appui peut être réglée, à partir d'une position dite de montage, afin de fixer une valeur de tension nominale désirée. Par ailleurs, la section de la courroie 14 présente un profil interne à plusieurs V , en l'espèce cinq, destiné à coopérer avec la poulie de démarreur 16, solidaire du moteur de démarrage 17, qui présente une face externe de coopération complémentaire de la section de la courroie 14. Les V de la courroie sont légèrement aplanis à leur extrémité. Avec une telle courroie 14 et une telle poulie de démarreur 16 complémentaire, la surface de contact entre la poulie de démarreur 16 et la courroie 14 est augmentée. Cette augmentation de la surface de contact induit un frottement accru, ce qui permet de transmettre un couple plus important. Afin de commander le déplacement du galet tendeur 26, à partir de sa position nominale, notamment vers une position de tension accrue correspondant à un démarrage par grand froid, le dispositif 12 selon l'invention comprend un bras de commande 50. Le bras de commande 50 représenté sur la figure 1 est, de manière avantageuse, réalisé sous forme d'une fourchette présentant deux branches de commande 52, symétriques par rapport au plan médian du bras de commande 50. Les deux branches de commande 52 présentent une extrémité libre 54 formant came en creux, aptes à coopérer respectivement avec la tête 34 de l'axe de galet tendeur 30 et avec la douille 38, via les joints toriques 42, 44.La fourchette de commande 50 est reliée par une branche de liaison 56 au bâti 48 fixe par rapport au bloc moteur, de telle sorte qu'elle puisse pivoter autour de l'axe de pivot tendeur 46, associé à ce bâti 48 fixe. Ce mode de réalisation du bras de commande 50 sous la forme d'une fourchette à deux branches 52 est préféré car il permet un meilleur équilibre du galet tendeur 26 lorsque le bras 50 appui sur la tête 34 de l'axe de pivotement du galet tendeur 30 et sur la douille 38, étant fait remarquer que les efforts en jeu dans l'exemple présenté peuvent atteindre plusieurs centaines de Newton. On peut cependant concevoir un mode de réalisation du bras de commande 50 dans lequel le bras ne présente qu'une extrémité apte à venir en appui sur la tête 34 de l'axe de galet tendeur 30 ou sur la douille 38. Sur le bâti 48 est ménagée, sensiblement en vis-à-vis de la fourchette de commande 50, une saillie de butée 58, réalisée, en l'espèce, au moyen d'un tampon 60 fixé à une languette métallique 62 vissée au moyen de deux vis 64, 66 sur le bâti 48. Cette saillie 58 est apte à coopérer avec un renfoncement complémentaire 68 ménagé dans la fourchette de commande 50 afin de limiter le mouvement de retour du bras. Enfin, la fourchette de commande 50 est reliée, pivotante, à son extrémité opposée aux branches de commande 52, avec une tige d'actionnement 70 filetée. La tige d'actionnement 70 est commandée par un vérin électrique 72 dont le carter 73 est monté en rotation sur bâti 48 au moyen d'un axe de pivotement 74. En l'espèce, le vérin électrique 72 comporte un écrou en matière plastique logé dans le carter 73 du vérin 72 et entraîné en rotation par un motoréducteur, c'est-à-dire un système comportant un moteur électrique et un dispositif de réducteur. Ainsi, la tige d'actionnement 70, filetée, est mise en mouvement linéaire axial et peut réaliser des mouvements alternatifs de poussée et de traction. Le fonctionnement et les avantages du dispositif de pilotage de la tension 10 d'une courroie 14 de démarreur 12 qui vient d'être décrit résultent directement de la description qui précède. Sur la figure 1, le dispositif 12 est représenté dans sa position nominale correspondant à une tension courroie (mesurée en couple) d'environ 360 Nm. Dans ce cas, le galet tendeur 26 est maintenu dans sa position du fait que le support de galet tendeur 36 vient en butée sur la butée d'appui réalisée sur le bâti 48, ce support du galet tendeur 36 étant monté en rotation autour de l'axe de pivot tendeur 46. Il est à noter que dans cette configuration du dispositif 12, la fourchette de commande 50 n'est pas en appui sur la tête 34 de l'axe de galet tendeur 30, ni sur la douille 38. On évite ainsi que le vérin 72 ne soit actif en permanence. Cette mesure permet également d'éviter une usure prématurée du dispositif 12 selon l'invention. Cependant, une tension courroie de l'ordre de 360 Nm (tension mesurée en couple) peut ne pas être suffisante pour démarrer dans certaines conditions, notamment par grand froid. Il est alors nécessaire de tendre la courroie 14. Pour ce faire, on met en oeuvre le vérin électrique 72. Celui-ci permet de réaliser un mouvement de poussée de la tige d'actionnement 70. Cette poussée de la tige d'actionnement 70 provoque un pivotement de la fourchette de commande 50 autour de l'axe de pivot tendeur 46, la fourchette de commande 50 formant ainsi bras de levier. Il est à noter que, du fait des liaisons entre le vérin 72, la tige d'actionnement 70 et la fourchette de commande 50, le mouvement de poussée de la tige d'actionnement 70 s'accompagne d'un mouvement de pivotement de l'ensemble tige d'actionnement 70 et vérin 72 autour de l'axe de pivotement 74.Du fait du pivotement de la fourchette de commande 50, les extrémités formant came 54 de la fourchette de commande 50 viennent pousser le galet tendeur 26 en agissant sur la tête 34 de l'axe de galet tendeur 30 et sur la douille 38 (voir figure 3), le galet tendeur 26 étant alors déplacé vers le bas (voir figure 3). Du fait de la forme en creux des extrémités formant came 54, la fourchette de commande 50 est apte à pousser, tout en les maintenant calées, la tête 34 de l'axe de galet tendeur 30 et la douille 38 sur toute la course nécessaire pour tendre la courroie depuis une tension de 360 Nm jusqu'à une tension maximale préconisée sensiblement égale à 700 Nm (tensions mesurées en couple), étant à noter que cette course est relativement faible puisque, en l'espèce, elle est sensiblement de l'ordre de 3 mm.Le galet tendeur 26 est maintenu dans sa position correspondant à la tension maximale de la courroie 14 sous l'effet de mécanisme motoréducteur du vérin 72. Il est à noter qu'avec un démarreur à courroie 10, un déplacement très faible du galet, en l'espèce, de l'ordre de quelques millimètres, engendre une variation très importante de la tension de la courroie 14. Un tel démarreur à courroie 10 impose donc une grande précision des déplacements et de la position du galet tendeur 26, ce qui est assuré ici grâce au dispositif 12 selon l'invention. Bien évidemment, il est possible d'adapter le dispositif pour modifier les valeurs nominale et maximale de la tension de la courroie 14 en modifiant la course du galet tendeur 26, le vérin 60, l'élasticité de la courroie 14 et/ou la position de la butée d'appui pour le support de galet tendeur 44. Le mouvement de retour du galet 26 depuis sa position correspondant à la tension maximale à sa position de tension nominale s'effectue en commandant, au vérin 72, un mouvement de traction de la tige de commande 70. Par ce mouvement de traction, la tige de commande 70 commande le pivotement de la fourchette de commande 50 qui effectue ainsi un mouvement de retour à sa position initiale, ce qui s'accompagne d'un mouvement de rotation de l'ensemble vérin 72 et tige de commande 70. Au début de ce mouvement de retour de la fourchette de commande 50, le galet 26 suit la rotation de la fourchette de commande 50, la tension de la courroie 14 plaquant la tête 34 de l'axe de galet tendeur 30 et la douille 38 contre les extrémités formant came 54 de la fourchette de commande 50.Cependant, le mouvement de pivotement du galet tendeur 26 par rapport à l'axe de pivot tendeur 46 est limité par la butée d'appui ménagée sur le bâti fixe 48. Grâce à cette butée d'appui, le galet tendeur 26 est maintenu dans sa position correspondant à la tension nominale de la courroie 14, sans que la fourchette de commande 50 ne soit en appui sur la tête 34 de l'axe de galet tendeur 30 ni sur la douille 38. Cependant, la fourchette de commande 50 peut poursuivre son mouvement de pivotement autour de l'axe de pivot tendeur 46 et cela jusqu'à ce que le renfoncement 68, réalisé dans la fourchette de commande 50, viennent en butée sur la saillie 58 ménagée sur le bâti 48.La fourchette de commande 50 ne peut dépasser sa position ainsi définie, dans laquelle la fourchette de commande 50 n'est pas en appui sur l'axe de galet tendeur 30, mais, au contraire, laisse un léger espace entre ses extrémités 54 formant came et l'axe de galet tendeur 30, ce dernier se trouvant alors à sa position correspondant à la tension nominale préconisée pour la courroie 14. Grâce à cet espacement entre les extrémités 54 de la fourchette de commande 50 et l'axe de rotation 30 du galet tendeur 26, il n'y a pas de frottement continu entre ces éléments. Bien évidemment, il est également possible de commander le déplacement du galet tendeur 26 afin d'obtenir une tension de la courroie 14 quelconque, comprise entre les valeurs nominale et maximale préconisées de la tension de la courroie 14. L'invention ne se réduit pas au seul exemple de mode de réalisation décrit ici à titre d'exemple illustratif et non limitatif et de nombreux modes de réalisation sont possibles sans sortir du cadre de l'invention. Il est notamment possible de mettre en oeuvre le dispositif de pilotage de la tension de courroie avec un vérin pneumatique ou avec tout autre dispositif d'actionnement, comme par exemple un dispositif électromagnétique d'actionnement. REVENDICATIONS 1. Dispositif (12) de pilotage de la tension d'une courroie (14) de démarreur (10) pour moteur à combustion interne comportant des moyens de réglage de la tension de la courroie du type à galet tendeur (26) monté en rotation sur un axe de galet tendeur (30) mobile et dont la position est commandée par un mécanisme d'actionnement, caractérisé en ce que ledit mécanisme d'actionnement est du type à bras de levier (50) commandé par la tige d'actionnement (70) d'un vérin (72). 2. Dispositif (12) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit vérin (72) est du type électrique. 3. Dispositif (12) selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit vérin électrique (72) comporte un moteur électrique et un dispositif de réducteur pour entraîner en translation ladite tige d'actionnement (70). 4. Dispositif (12) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit bras (50) est monté pivotant sur un axe fixe (46) associé à un bâti (48) fixe par rapport audit moteur. 5. Dispositif (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit bras (50) présente une forme de fourchette à deux branches (52), l'extrémité libre (54) de chacune desdites branches (52) étant apte à coopérer avec ledit axe de galet tendeur (30) de part et d'autre dudit galet tendeur (26). 6. Dispositif (12) selon la revendication 5, caractérisé en ce que chacune des branches (52) de la fourchette (50) présente une came en creux au niveau de son extrémité (52) coopérant avec ledit axe de galet tendeur (30). 7. Dispositif (12) selon l'une des revendications précédentes prise en combinaison avec la revendication 4, caractérisé en ce que ledit axe de galet tendeur (30) est monté dans un support de galet tendeur (36), ledit support de galet tendeur (36) étant monté libre en rotation par rapport audit axe fixe (46). 8. Dispositif (12) selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'une butée d'appui est ménagée sur ledit bâti fixe (48) par rapport audit moteur, ladite butée d'appui coopérant avec ledit support de galet tendeur (36) pour limiter la rotation dudit galet tendeur (26) par rapport audit axe fixe (46). 9. Dispositif (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une saillie de butée (58) est ménagée sur ledit bâti fixe (48), le mouvement de retour dudit bras de levier (50) étant limité par cette saillie de butée (58). 10. Dispositif (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes prise en combinaison avec la revendication 4, caractérisé en ce que, sous l'action dudit vérin (72), la rotation dudit bras de levier (50) déplace ledit galet tendeur (26) afin de tendre ou de détendre ladite courroie (14). 11. Dispositif (12) selon la revendication 10 prise en combinaison avec la revendication 7, caractérisé en ce que sous l'action de ladite tige d'actionnement (70) dudit vérin (72), le bras de levier (50) pivote autour dudit axe fixe (46), venant en appui sur ledit axe de galet tendeur (30) pour faire pivoter ledit galet tendeur (26) autour dudit axe fixe (46). 12. Dispositif (12) selon l'une quelconque des revendications 4 à 11, caractérisé en ce que le carter (73) dudit vérin (72) est monté pivotant par rapport audit bâti (48) fixe par rapport audit moteur. 13. Démarreur à courroie (10) pour moteur à combustion interne comportant un dispositif (12) de pilotage de la tension de courroie selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un moteur de démarrage (17), une courroie (14) et un jeu de poulies d'entraînement (16, 18, 20, 22), une poulie (22) étant montée solidaire en rotation à un vilebrequin dudit moteur. 14. Démarreur (12) selon la revendication 13, caractérisé en ce que la section de ladite courroie (14) présente un profil interne à plusieurs V destiné à coopérer avec une poulie (16) solidaire dudit moteur de démarrage (17) présentant une face externe de coopération complémentaire de ladite section de ladite courroie (14).