Brevet FR3019233A1 — publié le 20151002

TITRE : LANCEUR A PIGNON SORTANT ET DEMARREUR ASSOCIE LANCEUR A PIGNON SORTANT ET DEMARREUR ASSOCIE La présente invention concerne le domaine des démarreurs pour moteur thermique, notamment de véhicule automobile, et plus précisément les démarreurs comprenant un lanceur à pignon sortant. Dans ces démarreurs, le carter comprend une ouverture de laquelle l'extrémité du lanceur fait saillie, le pignon étant monté sur l'extrémité du lanceur en saillie. Le pignon est donc situé à l'extérieur du palier de guidage de l'arbre d'entraînement. De plus le lanceur est mobile en translation et est commandé par un contacteur via une fourchette, ce qui permet le déplacement en translation du pignon pour venir engrener sur une roue dentée complémentaire de démarrage, aussi appelée couronne, du moteur thermique lorsque le lanceur est déplacé en translation vers l'extérieur du carter par la fourchette. Cependant, de manière à assurer le bon fonctionnement du démarreur, une butée doit être ménagée sur le lanceur pour maintenir le pignon solidaire du lanceur. Cette butée est par exemple réalisée par un élément de butée tel qu'un circlip qui vient se loger dans une gorge annulaire de l'extrémité du lanceur. Cependant, du fait des fortes vitesses de rotation engendrées au niveau de la douille par le moteur électrique, le circlip peut être éjecté de la douille par centrifugation et provoquer la perte du pignon dans la cloche d'embrayage ce qui peut générer une panne immobilisant le véhicule. Le but de l'invention est donc de fournir une solution peu coûteuse et ne compliquant pas le montage du lanceur permettant d'éviter l'éjection de l'élément de butée par centrifugation. A cet effet, la présente invention a pour objet un lanceur à pignon sortant pour un démarreur de moteur thermique, le lanceur comprenant : - une douille formant corps de pignon et comprenant une extrémité libre et une gorge annulaire BRT 1414 (MFRO840) -2- ménagée sur l'extérieur de la douille à proximité de l'extrémité libre, - un élément d'arrêt du pignon monté dans la gorge annulaire et, - une capsule de protection montée à l'extrémité libre de la douille, la capsule comprenant une jupe périphérique sensiblement parallèle à l'axe de la douille venant recouvrir au moins 5 partiellement l'élément d'arrêt. La capsule permet d'une part de protéger l'extrémité libre de la douille pour empêcher l'introduction d'impuretés entre la douille et l'arbre et d'autre part d'empêcher la centrifugation de l'élément d'arrêt du pignon grâce à la jupe périphérique qui vient entourer cet élément d'arrêt. 10 Selon un autre aspect de la présente invention, la capsule est sertie dans un trou axial de la douille. Le sertissage permet un montage rapide et aisé tout en assurant que la capsule reste en 15 place lors de la rotation du lanceur. Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, la capsule comprend une partie centrale bombée et une partie radiale qui s'étend radialement vers l'extérieur jusqu'à un diamètre légèrement supérieure au diamètre de l'élément d'arrêt et se prolonge jusqu'à la jupe 20 périphérique. La partie centrale bombée permet le sertissage et la partie radiale permet le maintien de la jupe périphérique. 25 Selon un aspect additionnel de la présente invention, la partie centrale bombée est sertie et comprend des déformations par fluage en contact avec une paroi interne du trou axial de la douille. Selon un autre aspect de la présente invention, l'élément d'arrêt est un circlip ou un jonc. 30 Le circlip et le jonc constituent des éléments d'arrêt faciles à monter. Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, au moins un décrochement est ménagé dans la jupe périphérique. BRT1414 (MFRO840) -3- Le ou les décrochements permettent de maintenir la capsule en position lors de la fabrication et notamment lors de la déformation de la pièce pour obtenir la jupe périphérique. Ce(s) décrochement(s) permet(tent) également une fois la capsule montée de vérifier le bon 5 positionnement de l'élément d'arrêt dans la gorge annulaire. Selon un aspect additionnel de la présente invention, le, au moins un, décrochement s'étend sur un angle compris entre 10 et 90° mesuré à partir de l'axe de la douille dans un plan radial. 10 Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, la jupe périphérique comprend un nombre paire de décrochements et les décrochements sont diamétralement opposés deux à deux. 15 La présence d'un nombre paire de décrochements diamétralement opposés permet d'obtenir une pièce équilibrée et sans balourd. La présente invention concerne également un démarreur comprenant un lanceur. 20 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui va maintenant en être faite, en référence aux dessins annexés qui en représentent, à titre indicatif mais non limitatif, des modes de réalisation possibles. 25 Sur ces dessins: - la figure 1 représente une vue en coupe axiale d'un démarreur selon un mode de réalisation de la présente invention; - la figure 2 représente une vue éclatée d'un lanceur selon un mode de réalisation de la présente 30 invention; - la figure 3 représente un schéma de la face arrière de la capsule de protection ; - les figures 4 et 5 représentent un schéma de l'extrémité du démarreur comportant le pignon sortant; BRT 1414 (MFRO840) -4- - la figure 6 représente les différentes étapes d'assemblage du lanceur selon la présente invention ; Sur ces figures, les mêmes numéros de référence désignent des éléments identiques. La figure 1 montre une vue en coupe axiale d'une portion de démarreur à pignon sortant 1 selon la présente invention. Le démarreur 1 comporte un carter 3 à l'extérieur duquel est agencé le pignon sortant 5 et à l'intérieur duquel est logé un moteur électrique 7. Le moteur électrique 7 entraîne un arbre 8. L'arbre 8 peut également constituer l'arbre de sortie du démarreur 1 sur lequel est monté le lanceur 10 ou un réducteur de vitesse peut être intercalé entre l'arbre 8 entraîné par le moteur électrique 7 et l'arbre de sortie. Le lanceur 10 comprend une douille 11, aussi appelée corps de pignon ou porte-pignon, montée rotative sur l'arbre 8. La rotation est assurée via un roulement 16, par exemple un roulement à aiguilles, et un coussinet 18. Le carter 3 renferme également un palier 9 qui guide la douille 11 en rotation. La douille 11 est également montée coulissante axialement selon l'axe X par rapport à l'arbre 8 entre une position rétractée dans laquelle le pignon 5 est en contact avec une paroi avant 28 du carter 3, comme représenté sur la figure 1, et une position de sortie dans laquelle le pignon 5 est engrené dans une couronne complémentaire 30 (représentée schématiquement) du moteur thermique lié au démarreur 1. Le pignon 5 est monté sur l'extrémité libre 12 de la douille 11 qui vient en saillie d'une ouverture 26 ménagée dans le carter 3. Le pignon 5 est entraîné en rotation et en translation par la douille 11. La douille 11 est couplée en rotation à un entraîneur 24 via un dispositif de couplage 13, par exemple un dispositif à roue libre ou un dispositif à embrayage. L'entraîneur 24 étant guidé 25 en rotation par l'arbre 8. Le déplacement en translation de la douille 11 est commandé par un contacteur électromagnétique (non représenté) via une fourchette 15 qui agit sur l'entraîneur 24. Lanceur 30 BRT 1414 (MFRO840) -5- Le lanceur 10 va maintenant être décrit plus en détail à partir de la figure 2. Le lanceur 10 comprend un douille 11 de forme étagée comprenant trois parties : une partie arrière lla destinée à être couplée à l'entraîneur 24 et ayant un diamètre plus important que les deux autres parties llb et 11c. Une partie intermédiaire llb destinée à être en contact avec le roulement 16, le palier 9 et le coussinet 18 pour permettre la rotation et la translation de la douille 11 sur l'arbre 8. Une partie avant 11c d'un diamètre inférieure aux deux autres parties lla et llb située du côté de l'extrémité libre 12 de la douille 11 destinée à recevoir le pignon 5. La partie avant 11c comprend une pluralité de cannelures longitudinales externes 32 et une gorge annulaire externe 22 située entre les cannelures longitudinales externes 32 et l'extrémité libre 12 de la douille 11. Un élément élastique, tel qu'un ressort hélicoïdal 34 dans le cas présent, est disposé autour de la partie avant 11c de la douille pour assurer une liberté de mouvement longitudinal 15 entre la douille 11 et le pignon 5. Le ressort vient s'appuyer sur une paroi radiale 36 de la douille formant liaison entre la partie intermédiaire llb et la partie avant 11c de la douille 11. Le pignon 5 comprend une pluralité de cannelures longitudinales internes 38 complémentaires des cannelures longitudinales externes 32 de la partie avant 11c de la douille 11 et des dents externes d'engrenage 40 destinées à s'engrener avec des dents d'engrenages 20 complémentaires d'une couronne 30 du moteur thermique associé au démarreur 1. Une fois le pignon 5 en position sur la douille 11, un élément d'arrêt 42 tel qu'un circlip ou un jonc est monté dans la gorge annulaire 22 ménagée dans la partie avant 11c de la douille 11. L'élément d'arrêt 42 a un diamètre interne correspondant au diamètre interne de la gorge annulaire externe 22 de la douille 11 à plus ou moins lmm près et un diamètre extérieur supérieur au diamètre extérieur de 25 la partie avant 11c de la douille 11. L'épaisseur de l'élément d'arrêt 42 correspond à 1 mm près à la largeur de la gorge annulaire externe 22 tout en étant inférieur à cette largeur. Le pignon 5 peut donc coulisser longitudinalement par rapport à la douille 11 entre une première position où il est en contact avec l'élément d'arrêt 42 et une deuxième position correspondant à une compression maximale du ressort hélicoïdal 34 contre la paroi radiale 36, le 30 dit coulissement étant contraint par la force exercé par le ressort hélicoïdal 34 sur le pignon 5. BRT1414 (MFRO840) -6- De plus, le lanceur 10 comprend également une capsule de protection 44 montée à l'extrémité libre 12 de la douille 11 destinée d'une part à empêcher l'introduction d'impuretés dans le trou axial 17 de la douille 11 et à empêcher la centrifugation de l'élément d'arrêt 42 lorsque le lanceur 10 est entraîné en rotation par le moteur électrique 7. Capsule La capsule de protection 44 va maintenant être décrite plus en détail à partir des figures 3, 4 et 5. La figure 3 représente la face arrière de la capsule de protection 44 qui est face à la douille 11. La capsule de protection comprend une partie centrale bombée 44a destinée à venir dans le trou axial 17 de la douille 11. La capsule de protection 44 comprend également une partie radiale 44b qui s'étend radialement depuis la partie centrale bombée 44a jusqu'à un diamètre légèrement supérieur au diamètre de l'élément d'arrêt 42 du pignon 5. La partie radiale 44b se prolonge jusqu'à une jupe périphérique 44c via une partie coudée. La jupe périphérique 44c s'étend de manière sensiblement perpendiculaire à la partie radiale 44b et donc de manière sensiblement parallèle à l'axe de la douille 11, lorsque la capsule de protection 44 est montée sur l'extrémité libre 12 de la douille 11. Ainsi, la jupe périphérique 44c s'étend longitudinalement selon l'axe X de l'arbre 8 et vient recouvrir au moins partiellement l'élément d'arrêt 42 comme représenté sur la figure 5. L'élément d'arrêt 42 est donc entouré au moins partiellement par la jupe périphérique 44c de sorte qu'en cas de centrifugation de l'élément d'arrêt 42, ce dernier est retenu en position dans la gorge annulaire 22 par la jupe périphérique 44c empêchant par conséquent le pignon 5 de se désolidariser de la douille 11. L'écart entre la jupe périphérique 44c et la périphérie de l'élément d'arrêt 42 lorsque ce dernier est positionné dans la gorge annulaire 22 est par exemple inférieur à la profondeur de la gorge annulaire 22. La capsule de protection 44 comprend également au moins un décrochement 46 ménagé dans la jupe périphérique 44c et s'étendant sur un angle, mesuré à partir de l'axe de la douille dans un plan radial, compris entre 10° et 90°, par exemple 25°. De manière préférentielle, un nombre pair de décrochements 46 sont ménagés dans la jupe périphérique 44c et ces décrochements 46 sont disposés de manière diamétralement opposés deux à deux de manière à assurer l'équilibre de la capsule de protection 44 lors de la rotation du lanceur 10. Ces BRT1414 (MFRO840) -7- décrochements 46 permettent d'une part de maintenir la capsule de protection 44 durant sa fabrication et notamment durant la formation de la jupe périphérique 44c et d'autre part de réaliser un contrôle visuel de l'état et du positionnement de l'élément d'arrêt 42. Le montage de la capsule de protection 44 sur la douille 11 se fait par sertissage de la 5 partie centrale bombée 44a dans le trou axial 17 de la douille 11. Durant le sertissage, la partie centrale bombée 44a est déformée par fluage. Les parties déformées de la partie centrale bombée 44a viennent en contact avec la paroi interne du trou axial 17 de la douille 11 de sorte que les frottements créés entre la capsule de protection 44 et la douille 11 assurent le maintien en position de la capsule de protection 44. Ce montage par sertissage permet un montage rapide et 10 aisé de la capsule de protection 44 sur la douille 11. Cependant, on peut envisager d'autres types de montage comme par exemple un montage par vissage. Dans ce cas, la partie centrale bombée 44a est remplacé par une partie centrale cylindrique comportant un pas de vis et un pas de vis complémentaire est ménagé sur la paroi interne du tour axiale 17 de la douille 11. Dans un tel mode de réalisation, les pas de vis seront 15 configurés de manière à ce que le sens de vissage de la capsule de protection 44 correspondent au sens de rotation de la douille 11 lorsque cette dernière est entraînée par le moteur électrique 7. Montage du lanceur 20 Les différentes étapes d'assemblage du lanceur 10 vont maintenant être décrites à partir des figures 3 et 6. La première étape 101 consiste à placer le ressort hélicoïdal 34 autour de la partie avant de la douille 11 contre la paroi radiale 36. 25 La deuxième étape 102 consiste à placer le pignon 5 autour de la partie avant 11c de la douille 11 en faisant coulisser les cannelures longitudinales internes 38 du pignon 5 dans les cannelures longitudinales externes 32 complémentaires de la partie avant 11c de la douille 11. Le pignon 5 vient alors comprimer le ressort hélicoïdal 34. Le pignon 5 coulisse de manière à faire 30 apparaître la gorge annulaire externe 22 de la douille 11 à l'avant du pignon 5. BRT1414 (MFRO840) -8- La troisième étape 103 consiste au montage de l'élément d'arrêt 42 du pignon 5 dans la gorge annulaire externe 22 de la douille 11. Ce montage est par exemple réalisé en utilisant une douille ou tube conique dont le diamètre externe minimal est inférieur au diamètre interne de 5 l'élément d'arrêt 42 et le diamètre interne maximal est supérieur au diamètre externe de la partie avant 11c de la douille 11. L'élément d'arrêt 42 est alors placé autour du tube conique puis le tube conique est placé de manière à ce que son extrémité de plus grand diamètre vienne entourer l'extrémité de la partie avant 11c de la douille 11 sans recouvrir la gorge annulaire externe 22. L'élément d'arrêt 42 est alors déplacé le long du tube conique, ce qui provoque sa dilatation 10 radiale jusqu'au plus grand diamètre extérieure du tube conique de sorte que l'élément d'arrêt 42 peut ensuite être déplacé jusqu'à la gorge annulaire externe 22 dans laquelle il se rétracte radialement. La quatrième étape 104 consiste au montage de la capsule 44 sur la douille 11. La 15 capsule 44 est placée à l'extrémité de la partie avant 11c de la douille 11 de manière à ce que sa jupe périphérique 44c entoure au moins partiellement l'élément d'arrêt 22. La partie bombée 44a de la douille est alors sertie ce qui créé des déformations par fluage de la partie bombée 44a contre la paroi interne du trou axial 17 de la douille 11. 20 Fonctionnement du démarreur La figure 1 représente le démarreur 1 en position de repos. Le pignon 5 est positionnée contre la paroi avant 28 du carter 3. En fonctionnement, lorsque l'utilisateur active le démarreur 1, le contacteur électromagnétique (non représenté) actionne la fourchette 15 ce qui entraîne le 25 déplacement en translation de l'entraîneur 24 et du lanceur 10 selon la direction représentée par la flèche 48. Les dents externes d'engrenage 40 du pignon 5 viennent alors en contact avec les dents d'engrenage complémentaires de la couronne 30. Le déplacement de la fourchette 15 se poursuit de sorte que le ressort hélicoïdal du lanceur 11 est comprimé. Le lanceur 10 est alors en position sortie et le moteur électrique peut être activé. L'activation du moteur électrique entraîne 30 la rotation de l'arbre 8 ainsi que du lanceur 10. Cette rotation provoque l'engagement du pignon 5 BRT 1414 (MFRO840) -9- dans la couronne 30, c'est-à-dire l'engagement des dents externes d'engrenage 40 du pignon 5 dans les dents complémentaires de la couronne 30 sous l'effet du ressort hélicoïdal 34. La couronne 30 est alors entraînée en rotation et permet le démarrage du moteur thermique associé. Une fois le démarrage effectué, le dispositif de couplage 13 permet de découpler le moteur électrique 7 du lanceur 10 de sorte que le moteur électrique peut être désactivé. Lors du démarrage puis du fonctionnement du moteur thermique, l'élément d'arrêt 42 du pignon 5 est soumis à une force centrifuge importante de sorte qu'il tend à se dilater radialement. Cependant, la jupe périphérique 44c de la capsule 44 permet de maintenir l'élément d'arrêt 42 dans la gorge annulaire externe 22 de la douille 11. Le maintien en position de l'élément d'arrêt 42 dans la gorge annulaire externe 22 assure le maintien du pignon 5 sur la douille 11 tout au long du fonctionnement du moteur. De plus, la capsule 44 assure une fermeture étanche du trou axial 17 de la douille 11 et permet d'éviter l'introduction d'impuretés à l'intérieur de ce trou axial 17. L'utilisation d'une capsule de protection 44 sertie sur l'extrémité de la douille 11 et comprenant une jupe périphérique 44c qui entoure au moins partiellement l'élément d'arrêt 42 du pignon 5 permet donc d'éviter l'introduction d'impuretés dans le trou axial 17 de la douille 11, d'empêcher la centrifugation de l'élément d'arrêt 42 tout en offrant un montage simple et rapide du lanceur 10. BRT 1414 (MFRO840) REVENDICATIONS1. Lanceur (10) à pignon (5) sortant pour un démarreur (1) de moteur thermique, le lanceur (10) comprenant : - une douille (11) formant corps de pignon et comprenant - une extrémité libre (12) et, - une gorge annulaire (22) ménagée sur l'extérieur de la douille (11) à proximité de l'extrémité libre (12), - un élément d'arrêt (13) du pignon (5) monté dans la gorge annulaire (22) et, - une capsule de protection (44) montée à l'extrémité libre (12) de la douille (11), caractérisé en ce que la capsule de protection (44) comprend une jupe périphérique (44c) sensiblement parallèle à l'axe (X) de la douille (11) venant recouvrir au moins partiellement l'élément d'arrêt (13). 2. Lanceur (10) selon la revendication 1 dans lequel la capsule de protection (44) est sertie dans un trou axial (17) de la douille (11). 3. Lanceur (10) selon la revendication 1 ou 2 dans lequel la capsule de protection (44) comprend une partie centrale bombée (44a) et une partie radiale (44b) qui s'étend radialement vers l'extérieur jusqu'à un diamètre légèrement supérieure au diamètre de l'élément d'arrêt (13) et se prolonge jusqu'à la jupe périphérique (44c). 4. Lanceur (10) selon les revendications 2 et 3 dans lequel, la partie centrale bombée (44a) est sertie et comprend des déformations par fluage en contact avec une paroi interne du trou axial (17) de la douille (11). 30 5. Lanceur (10) selon l'une des revendications précédentes dans lequel l'élément d'arrêt est un circlip ou un jonc. 6. Lanceur (10) selon l'une des revendications précédentes dans lequel au moins un décrochement (46) est ménagé dans la jupe périphérique (44c). 35 7. Lanceur (10) selon la revendication 6 dans lequel le, au moins un, décrochement (46) s'étend sur un angle compris entre 10 et 90° mesuré à partir de l'axe (X) de la douille (11) dans un plan radial. 25 8. Lanceur (10) selon la revendication 6 ou 7 dans lequel un nombre paire de décrochements (46) est ménagé dans la jupe périphérique (44c) et les décrochements (46) sont diamétralement opposés deux à deux. 9. Démarreur (1) comprenant un lanceur (10) selon l'une des revendications précédentes.