Brevet FR2920837A1 — publié le 20090313

Machine électrique tournante, notamment un démarreur 5 L'invention concerne notamment une machine électrique tournante, notamment un démarreur, par exemple pour véhicule automobile. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'une telle machine. 10 On connaît déjà des démarreurs de véhicule automobile du type comportant : - un arbre rotatif autour d'un axe de rotation comportant une première portion cannelée et une surface de butée axiale avant, - un ensemble lanceur, notamment agencé pour permettre l'entraînement d'un moteur à combustion interne, l'ensemble lanceur étant monté sur l'arbre et 15 comportant une deuxième portion cannelée agencée pour coopérer avec la première portion cannelée de l'arbre de manière à ce que l'ensemble lanceur puisse être entraîné en rotation par l'arbre, l'ensemble lanceur étant en outre agencé pour se déplacer par rapport à l'arbre entre une première position axiale dans laquelle la deuxième portion cannelée de l'ensemble lanceur est en retrait 20 de la surface de butée avant de l'arbre et une deuxième position axiale dans laquelle l'ensemble lanceur est avancé contre la surface de butée de l'arbre, notamment en vue de permettre l'entraînement du moteur à combustion interne. L'invention vise à améliorer ce type de machine électrique tournante. La présente invention a ainsi pour objet une machine électrique tournante 25 telle que décrite ci-dessus, caractérisée par le fait que la première portion cannelée de l'arbre comporte une alternance de dents et de creux, la largeur curviligne moyenne d'une dent, dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation de la machine, étant inférieure à celle d'un creux. Le déposant a constaté que, grâce à l'invention, du fait de l'augmentation de 30 la section transversale des dents de la deuxième portion cannelée de l'ensemble lanceur, ces dents s'engageant dans les creux de la première portion cannelée, il est possible d'augmenter la surface de contact de la deuxième portion cannelée de l'ensemble lanceur contre la surface de butée avant de l'arbre, et donc améliorer la tenue aux chocs de la machine électrique lorsque l'ensemble lanceur vient buter contre la surface de butée axiale de l'arbre. Dans l'invention, la largeur curviligne d'une dent sur l'ensemble lanceur est plus grande que celle d'une dent sur l'arbre. En outre, une grande largeur curviligne des dents de la deuxième portion cannelée permet de simplifier la fabrication de cette deuxième portion cannelée, notamment lorsque celle-ci est réalisée par une frappe à l'aide d'un outil de frappe. Cet outil de frappe peut être plus large et donc plus résistant. Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, le rapport entre la largeur curviligne moyenne d'une dent de l'arbre et la largeur curviligne moyenne d'un creux de l'arbre est supérieure à 0.4. Un tel rapport supérieur à 0.4 permet d'éviter, le cas échéant, d'avoir des dents de la première portion cannelée qui soient trop pointues. Avantageusement la portion cannelée de l'arbre comporte un nombre de dents égal à deux fois le nombre de dents sur l'ensemble lanceur. De préférence, les première et deuxième portions cannelées comportent des dents hélicoïdales. Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, l'ensemble lanceur comporte un pignon agencé pour entraîner une couronne dentée d'un moteur à combustion interne. Avantageusement, l'ensemble lanceur comporte un ensemble de roue- libre. L'invention a également pour objet un ensemble lanceur pour une machine électrique tournante telle que définie ci-dessus, caractérisé par le fait que l'ensemble lanceur est agencé pour être monté sur un arbre rotatif de la machine électrique tournante et comporte une deuxième portion cannelée agencée pour coopérer avec une première portion cannelée de l'arbre de manière à ce que l'ensemble lanceur puisse être entraîné en rotation par l'arbre, l'ensemble lanceur étant en outre agencé pour se déplacer par rapport à l'arbre entre une première position axiale dans laquelle la deuxième portion cannelée de l'ensemble lanceur est en retrait d' une surface de butée avant de l'arbre et une deuxième position axiale dans laquelle l'ensemble lanceur est avancé contre la surface de butée de l'arbre, notamment en vue de permettre l'entraînement du moteur à combustion interne, et par le fait que la première portion cannelée de l'ensemble lanceur comporte une alternance de dents et de creux, la largeur curviligne moyenne d'une dent, dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation de la machine, étant inférieure à celle d'un creux. L'invention concerne encore un procédé de fabrication d'une machine électrique tournante telle définie ci-dessus, comportant l'étape suivante : - former la deuxième portion cannelée de l'ensemble lanceur par frappe à l'aide d'un outil de frappe. L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'un exemple de mise en oeuvre non limitatif de l'invention, et à l'examen du dessin annexé, sur lequel : - la figure 1 représente, schématiquement et partiellement, en coupe longitudinale, une machine électrique tournante conforme à l'invention, - la figure 2 représente, schématiquement et partiellement, la première portion cannelée de l'arbre lanceur de la machine de la figure 1, et - la figure 3 illustre, schématiquement et partiellement, en coupe transversale, les première et deuxième portions cannelées. On a représenté sur la figure 1 certains éléments d'une machine électrique tournante formant un démarreur 1 de véhicule automobile. Parmi ces éléments figure un ensemble réducteur de vitesses 2 logé dans un carter 3 et entraîné en rotation par un rotor, non représenté, du démarreur 1. Un arbre rotatif 4 d'axe X est accouplé à l'ensemble réducteur de vitesses 2, cet arbre 4 portant un ensemble lanceur 5 pourvu d'un pignon 7 agencé pour entraîner une couronne dentée, non représentée, d'un moteur à combustion interne. L'ensemble lanceur 5 comprend en outre un ensemble de roue- libre 8, par exemple de type à galets, interposé entre le pignon 7 et un moyeu 9, permettant d'entraîner le pignon 7 pendant une phase de démarrage et de débrayer la liaison mécanique d'entraînement en rotation lorsque la vitesse de rotation du pignon 7 devient supérieure à celle du moyeu 9. Ce moyeu 9 est réalisé par exemple en acier. L'arbre rotatif 4 comporte une surface de butée axiale avant 10 formée par un bourrelet annulaire, comme mieux visible sur la figure 2. Ce bourrelet 10 comporte des entailles 13 pour assurer le montage de l'ensemble lanceur. L'arbre 4 porte en outre une pièce de butée arrière 16, sous la forme d'une rondelle fendue, réalisée par exemple en acier, et mise en place par déformation dans une gorge 11 de l'arbre 4. La butée arrière peut être formée de toute autre manière appropriée. Lors d'un recul, l'ensemble lanceur 5 vient buter contre la butée arrière. L'arbre 4 est pourvu d'une première portion cannelée 14 réalisée sur un tronçon annulaire de cet arbre 4. Cette portion cannelée 14 comprend une alternance de dents 30 et de creux 31 de forme sensiblement hélicoïdale. L'ensemble lanceur 5 comporte une deuxième portion cannelée 15 comprenant une alternance de creux 17 et de dents 18, et agencée pour coopérer avec la première portion cannelée 14 de l'arbre rotatif 4, comme illustré sur la figure 3. Le nombre de dents 30 sur la première portion cannelée 14 est égal à deux fois le nombre de dents 18 sur la deuxième portion cannelée 15. L'ensemble lanceur 5 est mobile sur l'arbre 4 entre une première position axiale dans laquelle la deuxième portion cannelée 15 de l'ensemble lanceur 5 est en retrait de la surface de butée avant 10 de l'arbre 4 et une deuxième position axiale dans laquelle l'ensemble lanceur 5 est avancé contre la surface de butée avant 10 de l'arbre 4 permettant d'engager le pignon 7 sur la couronne dentée du moteur à combustion interne. Le déplacement de l'ensemble lanceur 5 de la première position vers la deuxième position est obtenu par une fourchette pivotante, non représentée. Cette deuxième portion cannelée 15 présente une face d'appui 20 venant contre la surface de butée avant 10 sur l'arbre 4 lorsque l'ensemble lanceur 5 est dans la deuxième position axiale. Cette face d'appui 20 est formée notamment par des sections d'extrémité avant des dents 18. Comme illustré sur la figure 3, sur la première portion cannelée 15 de l'arbre 4, la largeur curviligne moyenne d2 d'un creux 31, dans un plan P perpendiculaire à l'axe X de rotation de la machine 1, est supérieure à celle dl d'une dent 30. La largeur curviligne moyenne au sens de la présente invention correspond à la longueur d'un arc de cercle pris sur un cercle C centré sur l'axe X, comme visible sur la figure 3. Dans l'exemple décrit, le diamètre de ce cercle C correspond sensiblement au diamètre moyen de la portion cannelée 14, à savoir (R1+R2) avec R1 le rayon mesuré entre l'axe X et le fond des creux 31, et R2 le rayon mesuré entre l'axe X et le sommet des dents 30. Dans l'exemple décrit, le rapport entre la largeur curviligne d1 d'une dent 30 et la largeur curviligne d2 d'un creux 31 est inférieur à 1 (d1/d2 0.4). L'augmentation résultante de la surface de contact, correspondant à la face d'appui 20, de la deuxième portion cannelée 15 permet d'améliorer la tenue aux chocs de la machine électrique lorsque l'ensemble lanceur 5 vient buter contre la surface de butée axiale avant 10 de l'arbre 4. En outre, une grande largeur curviligne des dents 18 de la deuxième portion cannelée 15 permet de simplifier la fabrication de cette deuxième portion cannelée, notamment lorsque celle-ci est réalisée par une frappe à l'aide d'un outil de frappe, non représenté. Cet outil de frappe peut être plus large et donc plus résistant. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de mise en oeuvre qui vient d'être décrit. Par exemple, dans l'exemple ci-dessus, la portion cannelée 14 présente 8 dents et 8 creux. Il est possible de prévoir sur la portion 14 un nombre différent de dents et de creux, par exemple 6 ou 10 au lieu de 8.5 Revendications 5 1. Machine électrique tournante (1), notamment un démarreur, comportant : - un arbre rotatif (4) autour d'un axe de rotation (X) comportant une première portion cannelée (14) et une surface de butée axiale avant (10), 10 - un ensemble lanceur (5), notamment agencé pour permettre l'entraînement d'un moteur à combustion interne, l'ensemble lanceur étant monté sur l'arbre et comportant une deuxième portion (15) cannelée agencée pour coopérer avec la première portion cannelée de l'arbre de manière à ce que l'ensemble lanceur puisse être entraîné en rotation par l'arbre, l'ensemble 15 lanceur étant en outre agencé pour se déplacer par rapport à l'arbre entre une première position axiale dans laquelle la deuxième portion cannelée de l'ensemble lanceur est en retrait de la surface de butée avant (10) de l'arbre et une deuxième position axiale dans laquelle l'ensemble lanceur est avancé contre la surface de butée avant de l'arbre, notamment en vue de permettre 20 l'entraînement du moteur à combustion interne, la machine étant caractérisée par le fait que la première portion cannelée (14) de l'arbre comporte une alternance de dents (30) et de creux (31), la largeur curviligne moyenne (dl) d'une dent (30), dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation de la machine, étant inférieure à celle (d2) d'un creux (31). 25 2. Machine selon la revendication précédente, caractérisée par le fait que le rapport entre la largeur curviligne moyenne (dl) d'une dent (30) de l'arbre et la largeur curviligne (d2) d'un creux (31) de l'arbre est supérieur à 0.4. 3. Machine selon l'une des deux revendications précédentes, caractérisée par le fait que l'arbre (4) comporte un nombre de dents (30) égal à deux fois le nombre de dents (18) sur l'ensemble lanceur. 4. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que les première et deuxième portions cannelées comportent des dents hélicoïdales (30 ; 18). 5. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que l'ensemble lanceur (5) comporte un pignon (7) agencé pour entraîner une couronne dentée d'un moteur à combustion interne. 6. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que l'ensemble lanceur comporte un ensemble de roue- libre (8). 7. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la surface de butée avant (10) est formée sur un bourrelet annulaire de l'arbre (4). 8. Ensemble lanceur (5) pour une machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'ensemble lanceur est agencé pour être monté sur un arbre rotatif (4) de la machine électrique tournante et comporte une deuxième portion cannelée (14) agencée pour coopérer avec une première portion cannelée de l'arbre de manière à ce que l'ensemble lanceur puisse être entraîné en rotation par l'arbre, l'ensemble lanceur étant en outre agencé pour se déplacer par rapport à l'arbre entre une première position axiale dans laquelle la deuxième portion cannelée de l'ensemble lanceur est en retrait d'une surface de butée avant de l'arbre et une deuxième position axiale dans laquelle l'ensemble lanceur est avancé contre la surface de butée avant de l'arbre, notamment en vue de permettrel'entraînement du moteur à combustion interne, et par le fait que la première portion cannelée (15) de l'arbre (4) comporte une alternance de dents (30) et de creux (31), la largeur curviligne moyenne (dl) d'une dent (30), dans un plan perpendiculaire par rapport à l'axe de rotation de la machine, étant inférieure à celle (d2) d'un creux (31). 9. Procédé de fabrication d'une machine électrique tournante selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comportant l'étape suivante : -former la deuxième portion cannelée (15) de l'ensemble lanceur par frappe à l'aide d'un outil de frappe.