Brevet FR2982912A1 — publié le 20130524

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un démarreur de mo- teur thermique comportant un pignon de démarreur monté coulissant par rapport à l'arbre d'entraînement du démarreur, ce pignon étant mo- bile axialement entre une position hors service et une position avancée, de prise, dans laquelle le pignon de démarreur est en prise avec la couronne dentée du moteur thermique, le pignon de démarreur étant couplé à l'arbre d'entraînement par l'intermédiaire d'une rainure hélicoïdale et d'une broche de guidage pénétrant dans cette rainure. Etat de la technique Selon le document DE 626 653 A, on connaît un démarreur de moteur thermique comportant un pignon de démarreur monté sur un arbre d'entraînement et qui peut coulisser par l'intermédiaire d'une installation d'entraînement entre une position hors service, axia- lement en retrait et une position de prise, avancée, avec la couronne dentée du moteur thermique. Pour démarrer le moteur thermique, on entraîne l'arbre d'entraînement y compris le pignon de démarreur à l'aide d'un moteur électrique de démarreur. Le mouvement d'avancée du pignon de démarreur sur l'arbre d'entraînement est combiné à un mouvement de rotation grâce à une rainure hélicoïdale réalisée dans l'axe en forme de manchon du pi- gnon de démarreur et une broche de guidage venant radialement en saillie de la surface enveloppe de l'arbre d'entraînement. En position hors service ou hors de prise et en position de prise, la broche de gui- dage s'applique contre la face frontale correspondante de la rainure hé- licoïdale. But de l'invention La présente invention a pour but de simplifier le montage du démarreur de moteur thermique dont le pignon de démarreur est couplé à un arbre d'entraînement par l'intermédiaire d'une broche de guidage et d'une rainure hélicoïdale et d'assurer une grande fiabilité. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, la présente invention a pour objet un démar- reur de moteur thermique du type défini ci-dessus caractérisé en ce que la broche de guidage a une section allant en diminuant vers son extrémité libre à partir du côté tourné vers la rainure hélicoïdale. En d'autres termes, le démarreur selon l'invention pour un moteur thermique comporte un pignon de démarreur monté sur un arbre d'entraînement et qui peut se déplacer sur cet arbre d'entraînement entre une position hors service ou hors de prise, en retrait axialement et une position de prise, avancée, dans laquelle le pignon de démarreur est en prise avec la couronne dentée du moteur thermique. Le pignon de démarreur est couplé à l'arbre d'entraînement par une rainure hélicoïdale et par une broche de guidage pénétrant dans cette rainure hélicoïdale de façon que sous l'effet de son mouvement axial d'avancée, le pignon de démarreur exécute en plus un mouvement de rotation relatif par rapport à l'arbre d'entraînement. L'avancée du pignon de démarreur sur l'arbre d'entraînement est assu- rée en général par une installation d'avancée, par exemple un relai de démarreur, sous la forme d'un actionneur électromagnétique. Pour entraîner la couronne dentée, on fait tourner l'arbre d'entraînement et le pignon de démarreur à l'aide d'un moteur électrique de démarreur ; la transformation de la vitesse de rotation du moteur entre l'arbre de mo- teur et l'arbre d'entraînement se fait par une transmission, par exemple une transmission planétaire interposée. Le couplage entre le pignon de démarreur et l'arbre d'entraînement se fait par exemple par une rainure hélicoïdale réalisée dans la surface enveloppe de l'arbre d'entraînement et par une broche de guidage reliée au pignon de démarreur et pénétrant dans la rainure hélicoïdale. La broche de guidage est dirigée radialement ; elle est distincte du pignon de démarreur tout en étant reliée à celui-ci. Selon une variante de réalisation, la broche de guidage est portée par l'arbre d'entraînement et vient en saillie dans la direction radiale de l'arbre d'entraînement, la rainure hélicoïdale étant réalisée dans la paroi d'un axe de pignon en forme de manchon faisant partie du pignon de démarreur et emmanchée sur l'arbre d'entraînement. Dans les deux cas, le pignon de démarreur exécute un mouvement hélicoïdal, c'est-à-dire un mouvement relatif combinant un mouvement de transla- tion et un mouvement de rotation par rapport à l'arbre d'entraînement dès que le pignon de démarreur est déplacé par l'installation d'avancée pour engrener dans la couronne dentée du moteur thermique. La section de la rainure hélicoïdale est avantageusement la même que celle de la broche de guidage au voisinage de sa face fron- tale libre. Sur le côté tourné vers la rainure hélicoïdale, la broche de guidage a une section qui diminue vers son côté frontal. Cela permet d'une part, d'engager la broche de guidage de façon simple dans la cavité de la pièce qui porte cette broche jusqu'à ce que l'on soit dans la po- lo sition de fonctionnement définitive dans laquelle la pointe de la broche de guidage pénètre radialement dans la rainure hélicoïdale. D'autre part, le guidage de la broche dans la rainure hélicoïdale est amélioré de manière significative et en particulier le frottement entre la broche de guidage et la paroi intérieure de la rainure hélicoïdale est diminué de 15 sorte qu'il suffit d'exercer moins d'efforts pour déplacer le pignon de démarreur et le mouvement d'actionnement relatif du pignon de démarreur par rapport à l'arbre d'entraînement est garanti à long terme. Au moins au voisinage de son extrémité libre, la broche de guidage a une forme conique vers son côté frontal libre pénétrant 20 dans la rainure hélicoïdale. Mais on peut également envisager par exemple une réalisation bombée, convexe, pour le segment tourné vers le côté frontal libre. La forme de section allant en diminuant se limite avantageusement à la zone voisine de la face frontale libre alors que la partie restante de la broche de guidage a de préférence une forme cylin- 25 drique, ce qui a l'avantage que le segment cylindrique peut venir dans une cavité ou dégagement de forme cylindrique correspondante ou perçage facile à réaliser. On envisage également une réalisation de la broche de guidage avec une forme de section non cylindrique sur toute sa longueur axiale ou sur la plus grande partie de celle-ci et dans ce 30 cas, la cavité de la pièce recevant la broche de guidage a avantageuse- ment une géométrie de section non cylindrique adaptée à celle de la broche de guidage. Selon un développement avantageux, la rainure hélicoïdale coopérant avec la broche de guidage a une section allant en 35 s'élargissant vers le côté ouvert. La rainure hélicoïdale a au moins sen- siblement une forme de U et le côté ouvert de cette forme en U a la plus grande extension transversale entre les parois de la rainure par rapport au fond de la rainure. Cela facilite également le guidage du segment de la broche de guidage pénétrant dans la rainure hélicoïdale. Le cas échéant, la forme de la section de la rainure hélicoïdale est adaptée à la forme de la section de la broche de guidage au voisinage de sa face frontale libre, c'est-à-dire par exemple une pointe de broche de forme conique avec une section de forme conique et dans le cas d'une pointe de broche bombée, une section bombée. La rainure hélicoïdale est réalisée avantageusement par un fluage à la presse ou par impression dans la pièce concernée. Cette réalisation est avantageuse notamment dans le cas d'une géométrie de section allant en diminuant vers le fond de la rainure car dans ce cas, il n'y a pas de contre-dépouille. En principe, on peut envisager à la fois des rainures héli- coïdales d'un côté avec une broche de guidage et aussi deux rainures hélicoïdales avec chaque fois une broche de guidage sur les côtés diamétralement opposés. Selon un autre développement de la broche de guidage avec une section allant en diminuant vers la face frontale libre, il ne faut pas de rainure de montage adjacente à la rainure hélicoïdale pour introduire la broche de guidage au moment du montage. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation de démarreur de moteur thermique représentés dans les dessins annexés dans lesquels on utilisera les mêmes références pour désigner les mêmes éléments dans les différentes figures. Ainsi : la figure 1 montre un démarreur de moteur thermique à moteur d'entraînement électrique avec un pignon de démarreur installé sur un arbre d'entraînement et un relai d'engagement pour déplacer axialement le pignon de démarreur, la figure 2 est une vue de côté du pignon de démarreur et de l'arbre d'entraînement, le pignon et l'arbre étant couplés par une rainure hélicoïdale réalisée dans l'axe du pignon de démarreur et une broche de guidage de l'arbre d'entraînement pour assurer le couplage cinématique, - la figure 3 est une coupe longitudinale du pignon de démarreur et de l'arbre d'entraînement de la figure 2, - la figure 4 est une section transversale à l'axe longitudinal du pignon de démarreur et de l'arbre d'entraînement montrant une broche de guidage engagée partiellement selon la direction radiale dans un perçage réalisé dans la paroi de l'axe du pignon ainsi qu'une rainure hélicoïdale réalisée dans la surface enveloppe de l'arbre d'entraînement, - la figure 5 montre l'exemple de réalisation de la figure 4 lorsque la broche de guidage est complètement engagée. Description de modes de réalisation de l'invention Selon la figure 1, le démarreur 1 de moteur thermique comporte un pignon de démarreur 2 qui, pour lancer le moteur thermique 4, vient en prise avec sa couronne dentée 3. Le pignon de démarreur 2 coulissant axialement selon la double flèche sur un arbre d'entraînement 5 est solidaire en rotation de l'arbre d'entraînement 5. Le pignon de démarreur 2 est déplacé entre une position hors de prise ou hors service, en retrait, et une position avancée, de prise, avec la couronne dentée 3 du moteur thermique 4 par l'intermédiaire d'un relai d'engrènement 6. Ce relai électromagnétique comporte un bobinage 7 et un induit de translation 8 qui, est tiré axialement lorsque le bobinage 7 du relai est alimenté. L'induit coulissant 8 est couplé cinématiquement au pignon de démarreur 2 par un levier d'engrènement 9 de façon que le mouvement axial de l'induit 8 entre une position de repos et une position déplacée se traduit par un mouvement d'actionnement axial du pignon de démarreur 2 entre sa position hors service et sa position en- grenée. Le mouvement d'entraînement en rotation de l'arbre d'entraînement 5 ou du pignon de démarreur 2 est généré par un moteur électrique de démarreur 11 couplé à l'arbre 5 par une transmission sous la forme d'une transmission planétaire 12. Lorsque le moteur élec- trique de démarreur 11 est actionné, il fait tourner l'arbre d'entraînement 5 et ainsi également le pignon de démarreur 2. Le démarreur 1 est combiné à un appareil de régulation et de commande 10 pour les fonctions du relai d'engrènement 6 et du moteur de démarreur 11. Lors d'un mouvement d'actionnement axial de l'induit 8 lorsque le relai d'engrènement 6 est commandé, arrive dans la position d'actionnement, le couplage cinématique de l'organe de commutation et du mouvement d'actionnement de l'induit coulissant 8, applique le cou- rant électrique au moteur de démarreur 11 qui se met en mouvement et entraîne en rotation l'arbre 5 et le pignon de démarreur 2. Les figures 2 et 3 montrent un premier exemple de réalisation de la liaison cinématique entre l'arbre d'entraînement 5 et le pignon de démarreur 2 porté par l'arbre d'entraînement. Le pignon de démarreur 2 a un axe de pignon 2a en forme de manchon dont la paroi est munie d'une rainure hélicoïdale 13 dans laquelle pénètre une broche de guidage 14. La broche 14 est solidaire de l'arbre d'entraînement 5 est logée dans une cavité de l'arbre d'entraînement 5, cette cavité traversant l'arbre d'entraînement. La broche de guidage 14 a un diamètre plus grand que celui de l'arbre d'entraînement 5 de sorte que les deux faces frontales de la broche de guidage 14 dépassent radiale-ment de l'arbre d'entraînement 5 et pénètrent chacune dans une rainure hélicoïdale 13 sur les côtés diamétralement opposés de l'axe de pignon 2. Les segments, côté frontal, de la broche de guidage 14 ont une section allant en diminuant en direction de la face frontale ; il s'agit par exemple par exemple d'une section de forme conique ou diminuant suivant une forme bombée. D'une part cela facilite l'introduction de la broche de guidage 14 dans la cavité ou l'orifice de l'arbre d'entraî- nement 5 et d'autre part cela simplifie le guidage de la broche de gui- dage 14 dans la rainure hélicoïdale 13 respective, notamment en réduisant les frottements. Les figures 2 et 3 montrent le pignon de démarreur 2 dans sa position dégagée ou hors service, axialement en retrait. Pour avancer le pignon de démarreur 2, on le sollicite par le relai d'engrènement de sorte que le pignon de démarreur 2, du fait de la liaison avec l'arbre d'entraînement 5 par la rainure hélicoïdale 13 et la broche de guidage 14, effectue un mouvement combiné de rotation et de déplacement axial par rapport à l'arbre d'entraînement 5. Dans la posi- tion hors service ou hors de prise, en retrait, la broche de guidage 14 est appliquée contre l'une des faces frontales de la rainure hélicoïdale 13 et dans la position de prise, avancée, la broche de guidage 14 est appliquée contre la face frontale opposée de la rainure hélicoïdale 13. Les figures 4 et 5 montrent un autre exemple de réalisa- tion dans lequel la paroi de l'axe 2a du pignon de démarreur comporte un perçage 15 recevant la broche de guidage 14. Le perçage 15 a une forme cylindrique. La rainure hélicoïdale 13 dans la surface enveloppe de l'arbre d'entraînement 5 a une section trapézoïdale qui s'élargit dans la direction radiale à partir du fond de la rainure vers son côté exté- rieur. Dans la zone de la face frontale pénétrant dans la rainure hélicoïdale 13, la broche de guidage 14 a une forme conique et pour le reste, elle a une forme cylindrique ; le segment cylindrique occupe au moins trois quart de la longueur axiale de la broche de guidage 14. La géométrie de la section du segment côté frontal de la broche de guidage 14 et de la rainure hélicoïdale 13 est adaptée pour qu'à l'état installé selon la figure 5, le segment côté frontal de la broche de guidage 14 remplisse complètement la rainure hélicoïdale 13 dans la direction radiale et dans la direction périphérique. 30 NOMENCLATURE 1 Démarreur de moteur thermique 2 Pignon de démarreur 3 Couronne dentée du moteur thermique 4 Moteur thermique 5 Arbre d'entraînement 6 Relai d'engrènement 7 Enroulement du relai 8 Induit coulissant 9 Levier d'engrènement 10 Appareil de régulation et de commande 11 Moteur de démarreur 12 Transmission planétaire 13 Rainure hélicoïdale 14 Broche de guidage 15 Perçage20 REVENDICATIONS1°) Démarreur de moteur thermique (4) comportant un pignon de démarreur (2) monté coulissant sur l'arbre d'entraînement (5) du démarreur (1), ce pignon étant mobile axialement entre une position hors service et une position avancée, de prise, dans laquelle le pignon de démarreur (2) est en prise avec la couronne dentée (3) du moteur thermique (4), - le pignon de démarreur (2) étant couplé à l'arbre d'entraînement (2) par l'intermédiaire d'une rainure hélicoïdale (13) et d'une broche de guidage (14) pénétrant dans cette rainure (13), démarreur caractérisé en ce que la broche de guidage (14) a une section allant en diminuant vers son extrémité libre à partir du côté tourné vers la rainure hélicoïdale (13). 2°) Démarreur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la broche de guidage (14) a, au moins par segment, une section de forme conique. 3°) Démarreur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la broche de guidage (14) a, au moins par segment, une section bombée. 4°) Démarreur selon les revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la broche de guidage (14) est de forme cylindrique et a une section allant en diminuant seulement au voisinage de sa face frontale. 5°) Démarreur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la rainure hélicoïdale (13) a au moins sensiblement une forme en U avec une section allant en s'élargissant vers le côté en U ouvert. 6°) Démarreur selon la revendication 5, caractérisé en ce que+.0 10 la section de la rainure hélicoïdale (13) est la même que celle de la broche de guidage (14) au voisinage de sa face frontale libre. 7°) Démarreur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la rainure hélicoïdale (13) est réalisée par fluage à la presse ou impres- sion. 8°) Démarreur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la rainure hélicoïdale (13) est réalisée dans la surface enveloppe de l'arbre d'entraînement (5) et la broche de guidage (14) est reliée au pignon de démarreur (2). 9°) Démarreur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la rainure hélicoïdale (13) est logée dans la paroi d'un axe (2a) de pignon de démarreur (2), en forme de manchon et la broche de guidage (14) est solidaire de l'arbre d'entraînement (5).20