Brevet FR2943736A1 — publié le 20101001

Dispositif de démarrage pour moteur thermique, notamment pour véhicule automobile L'invention concerne un dispositif de démarrage pour moteur thermique, notamment pour véhicule automobile. De manière habituelle, lors du démarrage d'un moteur thermique, ou moteur à combustion, le dispositif de démarrage électrique passe par trois phases successives, à savoir une phase d'entraînement, une phase de roue libre durant laquelle le moteur thermique tourne de manière autonome, et une phase d'arrêt. Le dispositif de démarrage comporte de manière connue un moteur électrique, un arbre d'entraînement rotatif entraîné par le moteur électrique, et un ensemble lanceur monté sur l'arbre d'entraînement. L'arbre d'entraînement et l'ensemble lanceur sont partiellement disposés à l'intérieur d'un capot. Un pignon est fixé sur l'ensemble lanceur, à l'extérieur du capot. Pendant la phase d'entraînement, le pignon est déplacé d'une position initiale dans laquelle il est en butée contre le capot, vers une couronne d'entraînement du moteur thermique, permettant de transmettre un couple au moteur thermique. Pendant la phase d'arrêt, le pignon revient violemment dans sa position initiale ce qui génère une usure du capot et du pignon. En outre, lorsque le pignon revient en butée contre le capot, ce pignon est en rotation par rapport à l'arbre d'entraînement, ce qui accentue l'usure du capot et du pignon. Il existe un besoin pour remédier aux inconvénients précités. L'invention a ainsi pour objet un dispositif de démarrage pour moteur thermique, notamment pour véhicule automobile comprenant: - un arbre d'entraînement rotatif autour d'un axe longitudinal, - un ensemble lanceur monté sur l'arbre d'entraînement, l'ensemble lanceur et l'arbre d'entraînement étant au moins partiellement disposés à l'intérieur d'un capot du dispositif de démarrage, et - un organe d'entraînement monté sur l'ensemble lanceur, à l'extérieur du capot, cet organe d'entraînement étant capable d'être déplacé axialement d'une première position dans laquelle l'organe d'entraînement est en butée contre une surface du capot, vers une deuxième position dite d'entraînement du moteur thermique, le dispositif comportant des moyens de protection aptes à protéger l'organe d'entraînement et le capot d'un choc généré entre l'organe d'entraînement et le capot lorsque l'organe d'entraînement revient dans la première position. Grâce à l'invention, durant une phase d'arrêt du dispositif de démarrage, autrement dit lorsque l'organe d'entraînement revient dans la première position, il n'y a pas de risque de détériorer l'organe d'entraînement et le capot, même lors de chocs violents. Ainsi, l'invention permet d'empêcher une usure rapide de l'organe d'entraînement et du capot. Selon un exemple de mise en oeuvre de l'invention, les moyens peuvent comporter au moins un organe de protection au moins partiellement interposé entre l'organe d'entraînement et la surface du capot lorsque l'organe d'entraînement revient dans la première position. De préférence, l'organe de protection peut être réalisé en acier et présenter une dureté supérieure ou égale la dureté de la surface du capot. Par exemple l'organe de protection peut présenter une dureté sensiblement égale à la dureté de l'organe d'entraînement. En variante, l'organe de protection peut présenter une dureté inférieure à la dureté de la surface du capot. Par exemple, l'organe de protection peut être réalisé au moins partiellement en polymère thermoplastique de tétrafluoroéthylène (Teflon�). Selon un exemple de mise en oeuvre de l'invention, l'organe de protection peut comporter une paroi transversale au moins partiellement interposée entre l'organe d'entraînement et la surface du capot. De préférence, la paroi transversale peut être sensiblement plane. En variante, la paroi transversale peut présenter une forme concave apte à générer un effet ressort pour amortir le choc entre l'organe d'entraînement et le capot lorsque l'organe d'entraînement (51) revient dans la première position. Selon un exemple de mise en oeuvre de l'invention, l'organe de protection peut être disposé au moins partiellement sur une surface du capot en regard de l'organe d'entraînement. En outre, le capot peut comporter un orifice apte à être traversé par l'ensemble lanceur lors de son déplacement axial, un retrait sur sa surface autour de l'orifice, et la paroi transversale peut être au moins partiellement disposée dans le retrait. Selon un exemple de mise en oeuvre de l'invention, l'organe de protection peut être monté par sertissage dans le retrait du capot. Selon un autre exemple de mise en oeuvre de l'invention, l'organe de protection peut comporter une jupe cylindrique se raccordant à la paroi transversale et dirigée vers l'intérieur du capot, et la jupe cylindrique peut comporter des moyens de montage de l'organe de protection sur le capot. De préférence, la jupe cylindrique peut comporter au moins un ergot apte à être inséré à force dans la paroi interne du capot pour permettre le montage de l'organe de protection sur le capot. Dans ce cas, l'ergot peut être réalisé dans un acier présentant une dureté supérieure à la dureté de la paroi interne du capot. En variante, la jupe cylindrique peut comporter au moins une patte élastiquement déformable, et le capot peut comporter sur une paroi interne au moins une fente destinée à recevoir la patte élastiquement déformable pour permettre le montage par encliquetage de l'organe de protection sur le capot. De préférence, le retrait peut être annulaire et la paroi transversale peut avoir sensiblement la forme d'une rondelle disposée dans ce retrait annulaire. Selon un exemple de mise en oeuvre de l'invention, l'organe de protection peut être configuré sur l'organe d'entraînement. L'organe de protection peut être agencé de manière à ce qu'il soit au moins partiellement en regard du capot. De préférence, l'organe de protection peut être réalisé en une seule pièce avec l'organe d'entraînement, notamment par frittage ou forgeage. En variante, l'organe de protection peut être une pièce indépendante montée sur l'organe d'entraînement, notamment par emmanchement à force. Selon un exemple de mise en oeuvre de l'invention, la paroi transversale peut présenter, en section, une surface suffisamment grande pour que l'organe d'entraînement ne puisse pas entrer directement en contact avec la surface du capot. De préférence, la paroi transversale peut présenter une surface de contact 20 suffisamment grande pour que l'organe d'entraînement ne puisse pas entrer directement en contact avec la surface du capot. De préférence encore, la paroi transversale peut présenter une épaisseur axiale suffisamment grande pour que l'organe d'entraînement ne puisse pas entrer directement en contact avec la surface du capot. 25 Selon un exemple de mise en oeuvre de l'invention, l'organe d'entraînement peut être rapporté sur l'ensemble lanceur par sertissage, ou par emmanchement à force, ou par collage. En variante, l'organe d'entraînement peut être monté de manière démontable. De préférence, l'organe d'entraînement peut présenter un diamètre extérieur supérieur au diamètre de l'orifice du capot de manière à ce que l'organe d'entraînement ne puisse pas entrer à l'intérieur du capot. L'invention a aussi pour objet un procédé de fabrication d'un dispositif de démarrage tel que décrit ci-dessus comportant l'étape de durcir la surface du capot contre laquelle l'organe de protection peut être en butée dans la première position, notamment grâce à un dépôt de céramique, ou une anodisation, ou un écrouissage. Ainsi, la surface du capot peut présenter une dureté sensiblement égale à la dureté de l'organe de protection. Par exemple, la surface du capot peut présenter une dureté d'au moins 80 HB (dureté Brinell). L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples de mise en oeuvre non limitatifs de l'invention, et à l'examen du dessin annexé, sur lequel: - la figure 1 représente, schématiquement et partiellement, un dispositif de démarrage comprenant un organe de protection conforme à un premier exemple de mise en oeuvre de l'invention, - la figure 2 représente, schématiquement et partiellement, en coupe, un détail du dispositif de démarrage de la figure 1 comprenant un organe de protection conforme à un deuxième exemple de mise en oeuvre de l'invention, - la figure 3 représente, schématiquement et partiellement, en coupe, un détail du dispositif de démarrage de la figure 1 comprenant un organe de protection conforme à un troisième exemple de mise en oeuvre de l'invention, - la figure 4 représente, schématiquement et partiellement, en perspective, de manière isolée, l'organe de protection de la figure 3, - la figure 5 représente, schématiquement et partiellement, en perspective, un détail du dispositif de démarrage de la figure 1 comprenant un organe de protection conforme à un quatrième exemple de mise en oeuvre de l'invention, - la figure 6 représente, schématiquement et partiellement, en coupe, un détail du dispositif de démarrage de la figure 1 comprenant deux un organes de protection conformes aux premier et quatrième exemples de mise en oeuvre de l'invention, et - la figure 7 représente, schématiquement et partiellement, en perspective, un détail du dispositif de démarrage de la figure 1 comprenant un moyen de protection selon un cinquième exemple de mise en oeuvre de l'invention. On a représenté sur la figure 1 une machine électrique tournante formant un dispositif de démarrage 1 de véhicule automobile. Ce dispositif de démarrage 1 comporte un moteur électrique comprenant, d'une part, un rotor 2, encore appelé induit, pouvant tourner autour d'un axe longitudinal X de manière à entraîner en rotation un arbre de rotor 6, et d'autre part, un stator 3, encore appelé inducteur, autour du rotor 2. Le stator 3 comporte une culasse 4 portant une pluralité d'aimants permanents 5. Le rotor 2 comporte un corps de rotor 7 disposé au droit des aimants 5 du stator 3, et un bobinage 8 enroulé dans des encoches du corps de rotor 7. Le bobinage 8 comporte une pluralité de fils conducteurs formant, de part et d'autre du corps de rotor 7, un chignon avant 9 et un chignon arrière 10. Le rotor 2 est pourvu, à l'arrière, d'un collecteur 12 comprenant une pluralité de pièces de contact connectées électriquement au bobinage 8. Un groupe de balais 13 et 14 est prévu pour l'alimentation électrique du bobinage 8, l'un des balais 14 étant relié à la masse du dispositif 1 et un autre des balais 13 étant relié à une borne électrique 15 d'un contacteur 17 via un fil 16. Les balais 13 et 14 viennent frotter sur le collecteur 12 lorsque le rotor 2 est en rotation. Le contacteur 17 comprend, outre la borne 15 reliée au balai 14, une borne 18 reliée via un élément de liaison électrique, notamment un fil non représenté, à une alimentation électrique du véhicule, notamment une batterie, non représentée. Le contacteur 17 comporte un noyau mobile 19 déplaçable sous l'action d'un champ magnétique généré par un bobinage électrique et un corps magnétique du contacteur 17, non représentés. Le noyau mobile 19 est apte à actionner une fourchette 40, par pivotement grâce à un pivot 42, pour déplacer un ensemble lanceur 50 d'une position de repos vers une position d'entraînement du moteur à combustion, l'ensemble lanceur 50 s'éloignant du rotor 2. L'ensemble lanceur 50 est disposé à l'intérieur d'un capot 20 destiné à être fixé au moteur à combustion. L'ensemble lanceur 50 est monté de manière coulissante et rotative sur un arbre d'entraînement rotatif 30. L'ensemble lanceur 50 peut coulisser dans un coussinet 24 disposé dans un orifice 23 du capot 20. Le coussinet 24 est disposé dans une gorge interne 25 du capot 20. En variante, le coussinet peut être remplacé par une douille à aiguilles. Un réducteur de vitesses 28 est interposé entre le rotor 2 et l'arbre d'entraînement 30 de manière à adapter la vitesse du rotor 2 à l'entraînement du moteur à combustion. En variante, le dispositif de démarrage peut ne pas comporter de réducteur de vitesses, et l'arbre de rotor et l'arbre d'entraînement peuvent être formés d'une pièce unique. L'ensemble lanceur 50 comprend un ensemble roue libre 52, par exemple de type à galets, et une rondelle 53 définissant entre elles une gorge 54 pour recevoir une tête d'engagement 41 de la fourchette 40, cette tête 41 présentant une forme sensiblement en arc de cercle et ayant une symétrie par rapport à un plan comprenant l'axe X. L'arbre d'entraînement 30 et l'ensemble lanceur 50 sont agencés de manière à ce que l'ensemble lanceur 50 puisse se déplacer par rapport à l'arbre d'entraînement 30. La tête d'engagement en arc de cercle 41 de la fourchette 40 comporte deux branches 42 qui portent chacune une patte d'arrêt 47 qui fait saillie sur la branche respective 42 de la tête d'engagement 41, ces deux pattes d'arrêt 47 étant disposées de manière diamétralement opposée sur les branches 42. Chaque patte d'arrêt 47 est apte à venir en appui contre un flasque 27 du réducteur de vitesses 28, ce flasque 27 formant une butée. Comme visible sur la figure 1, l'ensemble lanceur 50 comporte en outre un organe d'entraînement formé par un pignon denté 51 destiné à s'engager sur un élément d'entraînement du moteur à combustion, non représenté. Cet élément d'entraînement est par exemple une couronne. Ce pignon 51 est fixé solidairement à l'ensemble lanceur 50, à l'extérieur du capot 20, et présente un diamètre extérieur supérieur au diamètre de l'orifice 23 du capot 20 de manière à ce qu'il ne puisse pas entrer à l'intérieur du capot 20. Par exemple, le pignon 51 peut être rapporté sur l'ensemble lanceur 50 par sertissage ou emmanchement à force. En variante, le pignon 51 peut être monté de manière démontable sur l'ensemble lanceur 50. En fonctionnement normal, l'ensemble lanceur 50 est capable de déplacer axialement le pignon 51 d'une première position dans laquelle le pignon 51 est en butée contre une surface 21 du capot 20 en regard du pignon 51, vers une deuxième position, dite position d'entraînement du moteur thermique, dans laquelle le pignon 51 s'écarte de la surface 21 du capot 20. Comme visible également sur la figure 1, le capot 20 comporte un retrait annulaire 35 sur sa surface 21, configurée autour de l'orifice 23. Un organe de protection en forme de rondelle de protection 60 est monté dans ce retrait 35, par exemple par sertissage. Cette rondelle de protection 60 présente une paroi transversale plane, notamment d'épaisseur axiale égale à la profondeur axiale du retrait 35. Ainsi, la rondelle de protection 60 est interposée entre la surface 21 du capot 20 et le pignon 51. La rondelle de protection 60 est de préférence réalisée en acier et peut présenter une dureté supérieure ou égale à la dureté de la surface 21 du capot 20, et inférieure à la dureté du pignon 51. La rondelle de protection 60 présente en outre un diamètre extérieur suffisant pour que le pignon 51 ne puisse pas venir en appui contre la surface 21 du capot 20. Ainsi, lorsque le pignon 51 revient de manière brutale dans la première position, autrement dit lorsqu'il vient buter contre la rondelle de protection 60, il n'y a pas de risque que la surface 21 du capot 20 et le pignon 51 soient détériorés. La figure 2 illustre une variante de réalisation de l'organe de protection de la figure 1. A la différence de la rondelle de protection 60 de la figure 1, la rondelle de protection 70 de la figure 2 présente une forme concave de concavité dirigée vers le capot 20, concavité contre laquelle le pignon 51 est apte à venir en butée. Cette concavité permet de générer l'effet amortisseur d'un ressort pour amortir le choc généré entre le pignon 51 et le capot 20 lorsque le pignon 51 revient dans la première position. Les figures 3 et 4 illustrent encore une variante de réalisation de l'organe de protection de la figure 1. Dans cette variante, l'organe de protection 80 comporte une paroi transversale 83 annulaire disposée dans le retrait 35 du capot 20, paroi transversale 83 contre laquelle le pignon 51 est apte à venir en butée. L'organe de protection 80 comporte en outre une jupe cylindrique 84 se raccordant à la paroi transversale 83 et dirigée vers l'intérieur du capot 20. Cette jupe cylindrique 84 présente une surface extérieure 85 disposée sensiblement contre une paroi interne 37 du capot 20. Cette surface extérieure 85 comporte une pluralité d'ergots 86 insérés à force dans la paroi interne 37 du capot 20 pour permettre le montage de l'organe de protection 80 sur la surface 21 du capot 20. Ces ergots 86 en acier sont capables de rentrer dans la matière de la paroi interne 37 du capot 20. En variante, la jupe cylindrique comporte des pattes élastiquement déformables à la place ou en plus des ergots, et le capot comporte des fentes sur sa paroi interne pour recevoir ces pattes pour permettre un montage par encliquetage de l'organe de protection sur le capot. La figure 5 illustre une variante de réalisation d'un organe de protection selon l'invention. Dans cette variante, l'organe de protection présente la forme d'une bague de protection 90, par exemple en acier, disposée sur une surface 57 du pignon 51 en regard du capot 20. Dans ce cas, lorsque le pignon 51 revient dans la première position, la bague 90 vient buter sur la surface 21 du capot 20. De préférence, cette bague de protection 90 est réalisée par frittage ou forgeage avec le pignon 51. En variante, cette bague de protection 90 peut être une pièce indépendante emmanchée à force sur le pignon 51. En outre, la surface 21 du capot 20 sur laquelle la bague de protection 90 vient buter peut présenter une dureté au moins égale à la dureté de cette bague 90. Pour cela, la surface 21 du capot 20 subit, lors de la fabrication du dispositif de démarrage 1, une étape de durcissement, par exemple par dépôt de céramique, par anodisation ou par écrouissage. Ainsi, la dureté de la surface 21 du capot 20 peut être d'au moins 80 HB (dureté Brinell). La figure 6 représente un détail du dispositif de démarrage 1 comprenant deux organes de protection, l'un des organes de protection étant conforme à la rondelle de protection 60 décrite à la figure 1, et l'autre étant conforme à la bague de protection 90 décrite à la figure 5. Dans ce cas, c'est la bague 90 qui vient buter contre la rondelle 60 lorsque le pignon 51 revient dans la première position. La bague 90 et la rondelle 60 peuvent avantageusement présenter une dureté sensiblement égale afin de protéger à la fois le pignon 51 et la surface 21 du capot 20. Bien entendu, le dispositif de démarrage 1 de la figure 6 pourrait comporter un autre organe de protection à la place de la rondelle de protection 60, par exemple une rondelle de protection 70 telle qu'illustrée à la figure 2, ou un organe de protection 80 tel qu'illustré aux figures 3 et 4. La figure 7 représente un détail du dispositif de démarrage 1 comprenant un moyen de protection selon une variante de réalisation. Le moyen de protection est formé par la surface 21 du capot 20 elle-même qui présente une dureté suffisante pour protéger ce capot 20 lorsque le pignon 51 revient dans la première position dans laquelle ce pignon 51 est en butée contre la surface 21 du capot 20. Dans ce cas, le pignon 51 vient brutalement buter contre la surface 21 du capot 20. Par exemple, la surface 21 du capot 20 présente une dureté d'au moins 80 HB (dureté Brinell). Pour cela, la surface 21 du capot 20 subit, lors de la fabrication du dispositif de démarrage 1, une étape de durcissement, par exemple par dépôt de céramique, par anodisation ou par écrouissage. Revendications1. Dispositif de démarrage (1) pour moteur thermique, notamment pour véhicule automobile, comprenant: - un arbre d'entraînement (30) rotatif autour d'un axe longitudinal (X), - un ensemble lanceur (50) monté sur l'arbre d'entraînement (30), l'ensemble lanceur (5) et l'arbre d'entraînement (30) étant au moins partiellement disposés à l'intérieur d'un capot (20) du dispositif de démarrage (1), et - un organe d'entraînement (51) monté sur l'ensemble lanceur (50), à l'extérieur du capot (20), cet organe d'entraînement (51) étant capable d'être déplacé axialement d'une première position dans laquelle l'organe d'entraînement (51) est en butée contre une surface (21) du capot (20), vers une deuxième position dite d'entraînement du moteur thermique, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens de protection (60, 70, 80, 90, 221) aptes à protéger l'organe d'entraînement (51) et le capot (20) d'un choc généré entre l'organe d'entraînement (51) et le capot (20) lorsque l'organe d'entraînement (51) revient dans la première position. 2. Dispositif (1) selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que les moyens comportent au moins un organe de protection au moins partiellement interposé entre l'organe d'entraînement (51) et la surface (21) du capot (20) lorsque l'organe d'entraînement (51) revient dans la première position. 3. Dispositif (1) selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que l'organe de protection comporte une paroi transversale (60, 70, 83, 90) aumoins partiellement interposée entre l'organe d'entraînement (51) et la surface (21) du capot (20). 4. Dispositif (1) selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que la paroi transversale (60, 83, 90) est sensiblement plane. 5. Dispositif (1) selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la paroi transversale (70) présente une forme concave apte à générer un effet ressort pour amortir le choc entre l'organe d'entraînement (51) et le capot (20) lorsque l'organe d'entraînement (51) revient dans la première position. 6. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que l'organe de protection (60, 70, 80) est disposé au moins partiellement sur une surface (21) du capot (20) en regard de l'organe d'entraînement (51). 7. Dispositif (1) selon la revendication précédente, le capot comportant un orifice (23) apte à être traversé par l'ensemble lanceur (50) lors de son déplacement axial, caractérisé par le fait que le capot (20) comporte un retrait (35) sur sa surface (21) autour de l'orifice (23), et par le fait que la paroi transversale (60, 70, 83) est au moins partiellement disposée dans le retrait (35). 8. Dispositif (1) selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que l'organe de protection (60, 70) est monté par sertissage dans le retrait (35) du capot (20). 9. Dispositif (1) selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé par le fait que l'organe de protection (80) comporte une jupe cylindrique (84) se raccordant à la paroi transversale (83) et dirigée vers l'intérieur du capot (20), et par le fait que la jupe cylindrique (84) comporte des moyens de montage de l'organe de protection (80) sur le capot (20). 10. Dispositif (1) selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que la jupe cylindrique (84) comporte au moins un ergot (86) apte à être inséré à force dans la paroi interne du capot pour permettre le montage de l'organe de protection sur le capot. 11. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que la jupe cylindrique comporte au moins une patte élastiquement déformable, et par le fait que le capot comporte sur une paroi interne au moins une fente destinée à recevoir la patte élastiquement déformable pour permettre le montage par encliquetage de l'organe de protection sur le capot. 12. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que l'organe de protection (90) est réalisé en une seule pièce avec l'organe d'entraînement (51), notamment par frittage ou forgeage. 13. Dispositif (1) selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que l'organe de protection (90) est une pièce indépendante montée sur l'organe d'entraînement (51), notamment par emmanchement à force. 14. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la paroi transversale (60, 70, 83, 90) présente, en section, une surface suffisamment grande pour que l'organe25d'entraînement (51) ne puisse pas entrer directement en contact avec la surface (21) du capot (20). 15. Procédé de fabrication d'un dispositif de démarrage (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte l'étape de durcir la surface (21) du capot (20) contre laquelle l'organe de protection peut être en butée dans la première position, notamment grâce à un dépôt de céramique, ou une anodisation, ou un écrouissage.