Brevet FR2886688A1 — publié le 20061208

La présente invention concerne un système de lancement d'un moteur thermique d'un véhicule automobile. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à un tel système de lancement qui comporte un démarreur comportant un stator et un rotor associé à un pignon de lancement ou lanceur, adapté pour être accouplé/désaccouplé d'une couronne dentée associée à un vilebrequin du moteur thermique, selon que le démarreur est activé/désactivé. Dans l'état de la technique, le démarreur se présente en général sous la forme d'un moteur électrique dont le rotor présente un arbre de sortie qui porte le pignon lanceur, celui-ci étant lié en rotation à cet arbre, mais déplaçable axialement sur celui-ci grâce à un levier de commande actionné par un solénoïde associé à un ressort de rappel. Lors de l'activation d'un tel système de lancement, le solénoïde provoque alors grâce au levier de commande, un déplacement axial du pignon lanceur, de manière que celui-ci vient s'accoupler à la couronne dentée du volant moteur, afin de lancer le moteur thermique. Lors de la coupure du système de lancement, le ressort de rappel associé au solénoïde ramène le pignon lanceur en position de désaccouplement par rapport à ce volant moteur. On conçoit cependant qu'une telle structure est relativement encombrante, lourde et nécessite un temps de réglage important lors de sa fabrication. De plus, ce système n'est pas monobloc et il est souvent le siège de problèmes d'étanchéité. Par ailleurs, lorsque le solénoïde est en panne, il devient impossible de lancer le moteur. Pour tenter de résoudre un certain nombre des problèmes évoqués précédemment, on a déjà proposé d'utiliser l'attraction électromagnétique du stator pour déplacer certaines pièces d'un tel système de lancement. On pourra par exemple se reporter aux documents FR-2 611 813, EP-0 277 566 et US-4 173 901, pour la description de tels mécanismes. On a également proposé d'utiliser des mécanismes à roue libre. On pourra par exemple se reporter au document US-6 834 630 pour la description d'un tel mécanisme. Mais les structures des systèmes de lancement décrits dans ces documents présentent également un certain nombre d'inconvénients, notamment au niveau de leur complexité et du nombre de pièces utilisées. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes. A cet effet, l'invention a pour objet un système de lancement d'un moteur thermique de véhicule automobile, du type comportant un démarreur comportant un stator et un rotor associé à un pignon lanceur, adapté pour être accouplé/désaccouplé d'une couronne dentée associée à un vilebrequin du moteur thermique, selon que le démarreur est activé/désactivé, par déplacement axial sur l'arbre du rotor sous le contrôle de moyens de commande de position, caractérisé en ce que les moyens de commande comprennent un mécanisme à vis-écrou réversible de déplacement du pignon entre ses positions d'accouplement/désaccouplement, selon le sens de rotation du démarreur, et des moyens de commande du sens de rotation du démarreur, pour déplacer le pignon entre ses positions d'accouplement/ désaccouplement de la couronne dentée. Suivant d'autres caractéristiques de l'invention: - le mécanisme à visécrou est débrayable lorsque le pignon est en position d'accouplement avec la couronne dentée; - le mécanisme à vis-écrou comporte un manchon tubulaire de déplacement axial du pignon, disposé autour de l'arbre du rotor et dont la surface externe comporte une partie en saillie radiale, s'étendant dans une gorge de guidage axiale de la carcasse du démarreur et dont la surface interne comporte une partie en saillie radiale, s'étendant dans une gorge de l'arbre du rotor, comportant une zone hélicoïdale de déplacement du manchon sur l'arbre et une zone circulaire de débrayage du manchon par rapport à l'arbre, en position d'accouplement du pignon et de la couronne dentée; - le pignon lanceur est monté sur un autre manchon tubulaire à travers des moyens à roue libre, cet autre manchon étant lié en rotation à l'arbre de rotor, mais déplaçable axialement sur celui-ci et les manchons comportent des moyens d'accouplement complémentaires en déplacement axial antériorisant une rotation de l'autre manchon; - l'arbre de rotor comporte deux portions liées en rotation, mais télescopiques l'une dans l'autre à l'encontre de la sollicitation de moyens élastiques. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la Fig.1 représente une vue en perspective illustrant les différents organes d'un système de lancement de l'état de la technique; - la Fig.2 représente une vue en coupe d'un tel système de lancement de l'état de la technique; - les Fig.3 et 4 représentent des vues en coupe d'un système de lancement selon l'invention respectivement en position désactivée et en position activée; et - les Fig.5 à 8 illustrent différents détails d'un tel système de lancement. On a en effet illustré sur la figure 1, une vue en perspective d'un système de lancement d'un moteur thermique de véhicule automobile, de l'état de la technique. Ce système est désigné par la référence générale 1 sur cette figure et comporte par exemple un démarreur qui comprend un moteur électrique désigné par la référence générale 2, comportant un stator désigné par la référence générale 3 et un rotor désigné par la référence générale 4. Ce rotor est associé à un arbre de sortie désigné par la référence générale 5, qui porte un pignon lanceur désigné par la référence générale 6, lié en rotation à l'arbre 4, mais déplaçable axialement sur celui-ci par l'intermédiaire d'un levier de commande désigné par la référence générale 7, associé à un solénoïde désigné par la référence générale 8, lui-même associé à un ressort de rappel désigné par la référence générale 9. En fait et comme cela est illustré sur la figure 2, un tel système de lancement peut être associé à un moteur thermique désigné par la référence générale 10 sur cette figure 2, dont un vilebrequin 11 est relié à un volant moteur 12. Le système de lancement 1 est alors fixé par exemple sur ce moteur thermique, de manière que le pignon lanceur 6 puisse s'accoupler et se désaccoupler d'une couronne dentée 13 du volant moteur. Cette couronne dentée peut par exemple être une couronne réalisée séparément du volant moteur puis soudée sur celui-ci. Bien entendu, d'autres modes de réalisation encore peuvent être envisagés. Sur la figure 2, on reconnaît également le démarreur 2 et le solénoïde 8. Dans le système selon l'invention, on simplifie cette structure. En particulier, et dans un système de lancement selon l'invention, il n'est plus nécessaire de prévoir de solénoïde, ni de levier de commande du pignon lanceur. Ainsi, et comme cela est illustré sur les figures 3 à 8 et en particulier sur les figures 3 et 4, un système de lancement selon l'invention est représenté et comporte un démarreur désigné par la référence générale 15 comprenant un moteur électrique muni d'un stator 16 et d'un rotor 17. Ce rotor est associé à un arbre de sortie désigné par la référence générale 18 dont les extrémités 19 et 20 sont montées dans des paliers de 20 guidage 21 et 22 respectivement de la carcasse 23 du démarreur. L'arbre de rotor porte également un pignon lanceur ou de lancement désigné par la référence générale 24, adapté pour être accouplé/désaccouplé par déplacement axial sur l'arbre de rotor, avec une couronne dentée 25, par exemple du volant moteur et donc associée au vilebrequin de ce moteur thermique. En fait, les déplacements du pignon sont contrôlés par des moyens de commande de position à vis-écrou réversible désignés par la référence générale 26 qui seront décrits plus en détail par la suite. Le pignon lanceur 24 est en fait monté sur un premier manchon tubulaire disposé autour de l'arbre et désigné par la référence générale 27, à travers des moyens à roue libre désignés par la référence générale 28. Ce premier manchon 27 est déplaçable axialement sur l'arbre de rotor 18 mais est lié à celui-ci en rotation par exemple par l'intermédiaire de cannelures complémentaires. L'une des extrémités de ce premier manchon comporte des moyens d'accouplement désignés par la référence générale 29, à un deuxième manchon tubulaire entrant dans la constitution des moyens de commande de position du pignon, également disposé autour de l'arbre. Différents modes de réalisation des moyens d'accouplement 29 des deux manchons peuvent être envisagés. On notera simplement que ces moyens doivent permettre une rotation libre du premier manchon 27 par rapport au second 30. Le premier manchon 27 est en effet lié en rotation à l'arbre de rotor 18, tandis que le second manchon 30 est bloqué en rotation par rapport à l'arbre de rotor 18, mais est déplaçable axialement sur celui-ci pour provoquer un déplacement du premier manchon et donc du pignon lanceur entre ses positions d'accouplement/désaccouplement avec la couronne dentée 25. A cet effet, ce second manchon tubulaire 30 qui est également disposé autour de l'arbre de rotor 18 comporte sur sa surface externe, une partie en saillie radiale désignée par la référence générale 31 sur cette figure, adaptée pour s'engager dans une gorge axiale 32 de la carcasse 23 du démarreur pour guider celui-ci en déplacement. Sur sa surface interne, ce manchon 30 comporte également une partie en saillie radiale désignée par la référence générale 33 qui est adaptée pour coopérer avec une gorge 34 de l'arbre de rotor 18 pour provoquer le déplacement du pignon comme cela sera décrit plus en détail par la suite, lors de la rotation de l'arbre de rotor. On notera cependant comme cela est illustré sur les figures 5 à 8, que cette gorge 34 de l'arbre de rotor 18 comporte une zone hélicoïdale désignée par la référence générale 35 sur cette figure et une zone circulaire désignée par la référence générale 36. Enfin, l'arbre de rotor 18 comporte également deux portions liées en rotation, par exemple par l'intermédiaire de cannelures, mais télescopiques l'une dans l'autre. Ces portions d'arbre sont par exemple désignées par les références générales 35 et 36 sur ces figures 3 et 4, des moyens élastiques 37 étant interposés entre ces deux portions d'arbre. Par ailleurs, le moteur électrique du démarreur est également associé à des moyens de contrôle du sens de rotation de celui-ci, constitués par exemple de façon classique, par des moyens de commande du sens d'alimentation de ce moteur. On conçoit alors à la lumière de ces figures, que lorsque le moteur électrique du démarreur est alimenté dans un sens, l'arbre de rotor de celui-ci tourne dans un sens et provoque alors un déplacement axial des manchons tubulaires et donc du pignon lanceur, de la position illustrée sur la figure 3, vers la position illustrée sur la figure 4. En effet, le second manchon 30 étant bloqué en rotation par rapport à l'arbre de rotor, dans la carcasse du démarreur, la rotation de l'arbre de rotor provoque par coopération de la zone hélicoïdale 35 de la gorge 34 et de la partie en saillie 33 de ce second manchon 30, un déplacement axial de ce second manchon 30 sur l'arbre et celui-ci pousse alors axialement le premier manchon 27 et donc le pignon lanceur 24 en direction de la couronne dentée 25. Si au cours de ce déplacement, le pignon 24 arrive en face d'une dent de la couronne dentée 25, il ne peut donc pas s'accoupler directement. La portion d'arbre de rotor correspondante 35 coulisse alors à l'intérieur de la portion d'arbre 36, à l'encontre de la sollicitation élastique des moyens 37, jusqu'à ce qu'un déplacement relatif en rotation du pignon et de la couronne dentée, permette à ceux-ci de s'engager l'un dans l'autre sous la sollicitation des moyens élastiques 37. Dans cette position d'accouplement, la partie en saillie 33 du second manchon 30 se déplace alors dans la zone circulaire 36 de la gorge 34 de la portion correspondante 35 de l'arbre de rotor. Une fois le moteur thermique lancé, le mécanisme à roue libre 28 permet de désaccoupler le pignon lanceur de l'arbre de rotor et le moteur du démarreur peut alors être alimenté en sens inverse pour amener le rotor à tourner dans l'autre sens, provoquant de ce fait, un déplacement inverse des deux manchons tubulaires et donc du pignon, de la position illustrée sur la figure 4 vers la position illustrée sur la figure 3. On conçoit alors que dans le système de lancement selon l'invention, les moyens de commande de la position du pignon lanceur se présentent sous la forme d'un mécanisme à vis-écrou réversible de déplacement de ce pignon entre ses deux positions, selon le sens de rotation du moteur du démarreur. Celui-ci étant associé par ailleurs à des moyens de commande du sens de son alimentation, il est donc possible de déplacer le pignon d'une position de désaccouplement vers une position d'accouplement avec la couronne dentée par exemple du volant moteur afin de lancer le moteur thermique et de cette position d'accouplement vers une position de désaccouplement, une fois que ce moteur thermique a été lancé. Par ailleurs, ce mécanisme à vis-écrou est débrayable lorsque le pignon est en position d'accouplement avec la couronne. Ceci est réalisé par la zone circulaire de la gorge de l'arbre de rotor dans laquelle se déplace la partie en saillie 33 du second manchon tubulaire. Bien entendu, d'autres modes de réalisation encore peuvent être envisagés. REVENDICATIONS 1. Système de lancement d'un moteur thermique de véhicule automobile, du type comportant un démarreur (15) comportant un stator (16) et un rotor (17) associé à un pignon lanceur (24), adapté pour être accouplé/désaccouplé d'une couronne dentée (25) associée à un vilebrequin du moteur thermique, selon que le démarreur est activé/désactivé, par déplacement axial sur l'arbre (18) de rotor sous le contrôle de moyens de commande de position (26), caractérisé en ce que les moyens de commande comprennent un mécanisme à vis-écrou réversible (26) de déplacement du pignon (24) entre ses positions d'accouplement/désaccouplement, selon le sens de rotation du démarreur (15), et des moyens de commande du sens de rotation du démarreur, pour déplacer le pignon entre ses positions d'accouplement/désaccouplement de la couronne dentée (25). 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme à vis-écrou (26) est débrayable lorsque le pignon (24) est en position d'accouplement avec la couronne dentée (25). 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que le mécanisme à vis-écrou comporte un manchon tubulaire (30) de déplacement axial du pignon (24), disposé autour de l'arbre (18) du rotor et dont la surface externe comporte une partie en saillie radiale (31), s'étendant dans une gorge de guidage axiale (32) de la carcasse (23) du démarreur et dont la surface interne comporte une partie en saillie radiale (33), s'étendant dans une gorge (34) de l'arbre du rotor, comportant une zone hélicoïdale (35) de déplacement du manchon sur l'arbre et une zone circulaire (36) de débrayage du manchon par rapport à l'arbre, en position d'accouplement du pignon (24) et de la couronne dentée (25). 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que le pignon lanceur (24) est monté sur un autre manchon tubulaire (27) à travers des moyens à roue libre (28), cet autre manchon (27) étant lié en rotation à l'arbre (18) de rotor, mais déplaçable axialement sur celui-ci et les manchons comportent des moyens d'accouplement complémentaires en déplacement axial (29) antériorisant une rotation de l'autre manchon 5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arbre de rotor (18) comporte deux portions (35, 36) liées en rotation, mais télescopiques l'une dans l'autre à l'encontre de la sollicitation de moyens élastiques (37).