Brevet FR3025370A1 — publié le 20160304

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un dispositif de dé- marreur de moteur à combustion interne comportant un moteur électrique de démarreur dont le mouvement d'entraînement est transmis par une transmission à un pignon de démarreur, l'arbre du rotor du moteur de démarreur étant logé à rotation au voisinage de ses faces frontales chaque fois dans un palier, le palier côté transmission étant prévu sur un panneau de palier appliqué contre la face frontale du boîtier polaire du moteur de démarreur. Etat de la technique Le document DE 297 04 299 U 1 décrit un dispositif de démarreur de moteur à combustion interne (encore appelé moteur thermique) comportant comme indiqué ci-dessus, un moteur électrique de démarreur dont l'arbre du rotor entraîne le pignon du démarreur par l'intermédiaire d'une transmission. L'arbre du rotor porte un paquet de tôles d'induit portant des enroulements alimentés en courant électrique par une installation de commutation ou collecteur. L'arbre du rotor est logé à rotation par chacune de ses deux extrémités frontales, dans un palier ; le palier du côté de la transmission se trouve dans une bride qui s'appuie dans un panneau de palier sur le côté frontal du boîtier polaire du moteur de démarreur. De tels dispositifs de démarreur doivent réduire le jeu axial ou radial de l'arbre du rotor. Dans le cas d'un palier à faible jeu, dans la direction radiale, il faut que les coussinets de palier sur les cô- tés opposés de l'arbre du rotor soient exactement alignés et ainsi mon- tés de manière précise dans le boîtier. Dans le cas contraire, on a le risque d'un plus fort frottement avec pour conséquence l'élévation de température, ce qui peut se traduire par des dommages et une réduction de la durée de vie des paliers. De plus, les tolérances doivent être faibles pour en outre la protéger contre la pénétration de milieux exté- rieurs. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un dispo- sitif de démarreur de moteur à combustion interne qui soit d'une cons- truction simple et permette un montage par paliers à faible jeu dans la 3025370 2 direction radiale et dans la direction axiale pour l'arbre du rotor du moteur électrique d'entraînement. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de dé- 5 marreur du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que le palier sur le côté non tourné vers la transmission est un palier radial sans appui axial de l'arbre du rotor qui est soutenu dans les deux directions axiales par rapport au panneau de palier. En d'autres termes, l'invention se rapporte à un dispositif 10 de démarreur de moteur à combustion interne tel que par exemple un dispositif de démarreur à engrènement permanent, c'est-à-dire dont le pignon de démarreur du dispositif de démarreur est en permanence en prise avec la couronne dentée du moteur à combustion interne. Le dispositif de démarreur comporte un moteur électrique (moteur de démar- 15 reur) ainsi qu'une transmission pour transmettre le mouvement d'entraînement de l'arbre du rotor du moteur de démarreur au pignon de démarreur. L'arbre du rotor du moteur est monté à rotation dans un palier respectif au niveau des deux faces frontales si bien que le palier côté transmission se trouve au niveau de panneau de palier installé 20 contre le côté frontal du boîtier polaire du moteur de démarreur. Le palier du côté opposé à celui de la transmission est réalisé sous la forme d'un palier radial qui n'assure pas d'appui axial à l'arbre du rotor. En revanche, l'arbre du rotor s'appuie contre le panneau de palier qui reçoit le palier côté transmission, en le soutenant di- 25 rectement ou indirectement dans les deux directions axiales. Cette réalisation a l'avantage que sur son côté non tourné vers la transmission, le palier n'assure qu'une fonction de palier radial, ce qui permet de supprimer l'appui axial de ce côté. De façon correspondante, cette position de la chaîne des tolérances axiales est plus petite, évitant le réglage 30 du jeu de palier. La fixation axiale de l'arbre du rotor dans le boîtier du moteur de démarreur se fait par le panneau de palier, du côté opposé, c'est-à-dire du côté de la transmission. Le dispositif de démarreur selon l'invention se caractérise en outre par sa construction simple car sur le côté non tourné vers la 35 transmission, on évite des composants tels que des rondelles de fixation 3025370 3 pour réaliser l'appui axial. On aura néanmoins une meilleure orientation alignée des deux paliers, ce qui réduit l'usure. Il est en outre avantageux d'avoir une meilleure étanchéité du moteur de démarreur dans la région des paliers. 5 Le moteur électrique de démarreur est par exemple un moteur à excitation permanente comportant des aimants permanents installés sur le côté intérieur du boîtier de démarreur ou boîtier polaire ainsi qu'un induit porté par l'arbre du rotor ; l'induit porte des enroulements alimentés en courant par l'installation de commutation, c'est-à- 10 dire le collecteur. Le palier radial sans appui axial de l'arbre du rotor se trouve avantageusement sur le côté du moteur de démarreur au voisinage de l'installation de commutation. Le palier radial est de préférence logé dans le panneau de palier comme le palier axialement opposé ; ce panneau de palier est installé sur la face frontale du boîtier de démar- ia reur ou boîtier polaire du moteur de démarreur. Les deux paliers sont constitués de préférence chacun par un coussinet ; ces paliers sont notamment des pièces métalliques. L'appui axial de l'arbre du rotor contre le panneau de pa- lier côté transmission se fait d'une manière directe ou indirecte en ce 20 que par exemple un épaulement annulaire périphérique de l'arbre du rotor s'appuie contre la face frontale du palier côté transmission, notamment du coussinet. Mais il est également possible d'avoir une bague de fixation sur l'arbre du rotor qui soutient axialement un pignon solidaire en rotation de l'arbre du rotor et qui est appuyé axialement sur le 25 côté non tourné vers la bague de fixation, directement ou indirectement contre le panneau de palier côté transmission. Le pignon denté forme ainsi la roue planétaire pour entraîner la transmission en aval qui est avantageusement une transmission planétaire. Dans sa combinaison avec le palier annulaire sur la surface enveloppe de l'arbre du rotor qui 30 s'appuie contre le palier côté transmission, et la bague de fixation ainsi que le pignon solidaire en rotation de l'arbre du rotor, on aura un appui axial dans les deux directions de l'arbre de rotor par rapport au panneau de palier. Le panneau de palier a une ouverture centrale traversée 35 par l'arbre du rotor. L'ouverture centrale constitue en outre le siège 3025370 4 d'une bague d'appui installée axialement entre le pignon et le panneau de palier et contre laquelle le pignon s'appuie axialement. La bague d'appui peut être réalisée en un matériau résistant à l'usure comme par exemple un acier à ressort et il protège le panneau de palier fabriqué en 5 un matériau moins dur, par exemple une tôle transformée par embou- tissage profond. La bague d'appui est le cas échéant logée par une liaison par la forme dans l'ouverture centrale du panneau de palier et peut par exemple être sertie dans cette ouverture. Le palier côté transmission, notamment dans sa réalisa- 10 tion sous la forme d'un coussinet peut être logée selon un autre déve- loppement avantageux dans une cavité en forme de pot du panneau de palier. Le coussinet dans la cavité en forme de pot se trouve sur le côté induit du panneau de palier alors que le pignon est sur le côté opposé du panneau de palier. 15 Selon un autre développement avantageux, le panneau de palier, côté transmission, comporte des éléments de serrage radial par lesquels le panneau de palier est serré contre la face frontale du boîtier polaire. Au montage, on engage le panneau de palier sur la face frontale du boîtier polaire en exerçant une force de serrage ; les élé- 20 ments de serrage radial transmettent une force de serrage suffisamment importante qui garantit la fixation certaine du panneau de palier contre le boîtier polaire. Les éléments de serrage radial sont par exemple sous la forme de goujons de centrage dépassant axialement du panneau de palier ; ces goujons s'appuient contre la paroi du boîtier polaire, no- 25 tamment contre la face intérieure de la paroi avec une force radiale et une force axiale de serrage. Plusieurs éléments de serrage radial sont avantageuse- ment répartis à la périphérie du panneau de palier pour transmettre régulièrement les contraintes en périphérie entre le boîtier polaire et le 30 panneau de palier. Si les éléments de serrage radial sont des goujons de centrage, ceux-ci auront de préférence une pointe arrondie pour éviter le grippage lors de leur mise en place sur la face frontale du boîtier polaire. 35 3025370 5 Dessins La présente invention sera décrite ci-après, de manière plus détaillée à l'aide de modes de réalisation du dispositif de démarrage selon l'invention représenté dans les dessins annexés dans les- 5 quels on utilisera les mêmes références pour désigner les mêmes éléments : la figure 1 est une coupe axiale du dispositif de démarrage de moteur à combustion interne comportant un moteur électrique de démarreur dont l'arbre est couplé à une transmission entraînant 10 en rotation un pignon de démarreur, la figure 2 est une coupe du dispositif de démarreur du palier de l'arbre de rotor du côté de la transmission, la figure 3 montre une bague de fixation pour bloquer axialement la roue planétaire solidaire en rotation du côté frontal de l'arbre du 15 rotor, la figure 4 est une vue en perspective d'un panneau de palier installé sur le côté frontal du tube polaire du moteur électrique de démarreur, la figure 5 est une coupe du panneau de palier de la figure 4. 20 Description de modes de réalisation La figure 1 montre un dispositif de démarreur 1 de moteur à combustion interne (ou moteur thermique) réalisé sous la forme d'un démarreur engrené en permanence. Le dispositif de démarreur 1 comporte un moteur électrique de démarreur 2, une transmission 3 et 25 un arbre d'entraînement 4 portant solidairement en rotation un pignon de démarreur 5. Pour démarrer le moteur thermique, on démarre le moteur électrique 2 dont le mouvement d'entraînement est transmis par la transmission 3 à l'arbre d'entraînement 4 et au pignon de démarreur 5 ; ce dernier engrène avec la couronne dentée du moteur thermique pour 30 l'entraîner. Le moteur électrique de démarreur 2 est un moteur électrique à excitation permanente ayant des aimants permanents 7 sur le côté intérieur de son boîtier polaire ou boîtier de stator 6. Le moteur de démarreur 2 est réalisé sous la forme d'un moteur à rotor intérieur ; le 35 boîtier polaire 6 loge à rotation un arbre de rotor 8 avec un paquet de 3025370 6 tôles d'induit 9 portant plusieurs bobinages répartis à sa périphérie et alimenté en courant par une installation de commutation 10. L'installation de commutation 10 axialement en regard de la transmission 3 comporte des balais de carbone, côté boîtier, avec des supports 5 de balai ainsi qu'un collecteur, côté rotor, dont la surface enveloppe exerce dans la direction radiale, des efforts sur les balais en carbone. Côté transmission, au voisinage de la face frontale, un pignon 11 est relié solidairement en rotation à l'arbre 8 du rotor. Ce pignon constitue la roue planétaire et entraîne les composants rotatifs de 10 la transmission 3. La transmission 3 est une transmission planétaire ; la roue planétaire 11 portée par l'arbre 8 du rotor entraîne les satellites de la transmission planétaire ; les satellites sont portés par le porte-satellite par l'intermédiaire de tourillons. Le porte-satellite est solidaire en rotation de l'arbre d'entraînement 4 relié au pignon de démarreur 5. 15 La transmission 3 est logée dans la partie 16 du boîtier qui prolonge, côté frontal, le boîtier polaire 6 du moteur électrique de démarreur 2 et porte également en rotation, l'arbre d'entraînement 4 du pignon de démarreur 5. L'arbre 8 du rotor est monté à rotation dans un palier 12 20 côté collecteur. Ce palier est logé dans un panneau de palier 13 appli- qué sur le côté de l'installation de commutation 10, sur la face frontale du boîtier polaire 2 en étant relié à celui-ci. Le palier 12 est un palier radial qui soutient l'arbre 8 du rotor uniquement dans la direction radiale mais non dans la direction axiale suivant l'axe longitudinal 17. Le 25 palier 12 est en forme de coussinet. Comme le montre la figure 1 en liaison avec les autres figures, l'arbre 8 du rotor est logé à rotation dans un autre palier 14 du côté axialement opposé ; cet autre palier est tenu dans un autre panneau de palier 15. Le palier 14 est également sous la forme d'un cous- 30 sinet ; les coussinets 12 et 14 sont notamment réalisés en un matériau résistant à l'usure. Dans la région du panneau de palier 15 côté transmis- sion, l'arbre du rotor est soutenu dans les deux directions axiales. L'arbre 8 du rotor est muni d'un épaulement annulaire 18 par lequel il 35 s'appuie axialement contre la face frontale du coussinet 14. Dans la di- 3025370 7 rection axiale opposée, l'appui de l'arbre du rotor se fait par l'intermédiaire du pignon 11 et de la bague de fixation 19 (figures 2, 3) logé dans une rainure au voisinage de la face frontale de l'arbre 8 du rotor et soutenant axialement la face frontale du pignon 11. Le pignon 5 11 peut ainsi s'appuyer contre le panneau de palier 11 par sa face fron- tale axialement opposée à la bague de fixation 19. Pour éviter l'usure par frottement du panneau de palier 15 par son contact avec le pignon 11, le panneau de palier 15 comporte une bague d'appui 20 (figure 2) en un matériau résistant à l'usure, cette 10 bague est sertie dans l'ouverture centrale du panneau de palier 15 tra- versé par l'arbre 8 du rotor. Le sertissage de la bague d'appui 20 dans l'ouverture centrale du panneau de palier 15 consiste à rabattre le segment radial intérieur de la bague d'appui 20 pour que la bague 20 entoure au moins partiellement la paroi du panneau de palier 15 qui 15 borde l'ouverture centrale et réalise une liaison par la forme dans la di- rection axiale entre la bague d'appui 20 et le panneau de palier 15. Le panneau de palier 15 a une cavité 21 en forme de pot avec l'ouverture centrale dans son fond ; la forme de pot de la cavité 21 est ouverte axialement en direction du moteur de démarreur 2. La cavi- 20 té 21 en forme de pot loge le palier 14 en forme de coussinet. Le pignon 11 se trouve axialement sur le côté du panneau de palier 15 à l'opposé du palier 14. Comme le montre la figure 1 en liaison avec les figures 4, 5, des goujons de centrage 22 sont répartis à la périphérie du panneau 25 de palier 15 sur son côté tourné vers le moteur de démarreur ; ces gou- jons de centrage constituent des éléments de serrage radial pour réaliser une liaison serrée du panneau de palier 15 avec le boîtier polaire 16 du moteur de démarreur 2. Les tourillons de centrage 22 qui, dans l'exemple de réalisation sont au nombre de six tourillons répartis en pé- 30 riphérie sur le panneau de palier 15, peuvent être réalisés en une seule pièce avec le panneau de palier 15 ou sous la forme de pièces distinctes, mais néanmoins reliées solidairement au panneau de palier 15. Pour le montage, on assemble le boîtier polaire 6 et le panneau de palier 15 par un assemblage axial jusqu'à ce que les touril- 35 ions de centrage 22 s'appuient contre le côté intérieur de la paroi du 3025370 8 boîtier polaire 6 au voisinage de sa face frontale. Les tourillons de centrage 22 exercent une force de serrage dirigée radialement et axialement pour maintenir écartés le boîtier polaire 6 et le panneau de palier 15. De plus, on a une orientation coaxiale de l'axe longitudinal du boîtier po- 5 laire 6 et du panneau de palier 15, ce qui réalise un meilleur alignement des paliers 12 et 14 (coussinets) dans les panneaux de palier 13 et 14. En même temps, sur la face frontale du boîtier polaire 6 par la mise en place du panneau de palier 15 réalise une fermeture étanche à la circulation de fluides et de l'eau. 10 15 3025370 9 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 1 Dispositif de démarreur 2 Moteur de démarreur 5 3 Transmission 4 Arbre d'entraînement 5 Pignon de démarreur 6 Boîtier polaire ou boîtier de stator 7 Aimant permanent 10 8 Arbre du rotor 9 Paquet de tôles d'induit 10 Installation de commutation 11 Pignon 12 Palier côté collecteur, coussinet 15 13 Panneau de palier 14 Palier, coussinet 15 Panneau de palier 17 Axe longitudinal 18 Epaulement annulaire 20 19 Bague de fixation 20 Bague d'appui 21 Cavité en forme de pot 22 Goujon de centrage 25 REVENDICATIONS1°) Dispositif de démarreur de moteur à combustion interne comportant un moteur électrique de démarreur (2) dont le mouvement d'entraînement est transmis par une transmission (3) à un pignon de démarreur (5), l'arbre (8) du rotor du moteur de démarreur (2) étant logé à rotation au voisinage de ses extrémités frontales chaque fois dans un palier (12, 14), le palier (14) côté transmission étant prévu sur un panneau de pa- lier (15) appliqué contre la face frontale du boîtier polaire (6) du mo- teur de démarreur (2), dispositif de démarreur caractérisé en ce que le palier (12) sur le côté non tourné vers la transmission (3) est un palier radial sans appui axial de l'arbre (8) du rotor, et l'arbre (8) du rotor est soutenu dans les deux directions axiales par rapport au panneau de palier (15). 2°) Dispositif de démarreur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre (8) du rotor porte un pignon (11) pour entraîner la transmission (3) et le palier (14) et le pignon (11) sont sur les côtés opposés du panneau de palier (15) et s'appuient contre le panneau de palier (15). 3°) Dispositif de démarreur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu' axialement entre le pignon (11) et le panneau de palier (15), il comporte une bague d'appui (20) contre laquelle le pignon (11) s'appuie axiale-ment. 4°) Dispositif de démarreur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la bague d'appui (20) est montée par une liaison par la forme dans une ouverture centrale du panneau de palier (15) traversée par l'arbre (8) du rotor. 3025370 11 5°) Dispositif de démarreur selon la revendication 1, caractérisé en ce que sur le côté opposé à celui du panneau de palier (15), le pignon (11) est bloqué axialement par une bague de fixation (19) installée sur l'arbre (8) 5 du rotor. 6°) Dispositif de démarreur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le panneau de palier (15) a une cavité (21) en forme de pot logeant le 10 palier (14) côté transmission. 7°) Dispositif de démarreur selon la revendication 1, caractérisé par des éléments de serrage radial (22) sur le panneau de palier (15), qui 15 serrent le panneau de palier (15) contre la face frontale du boîtier po- laire (6). 8°) Dispositif de démarreur selon la revendication 7, caractérisé en ce que 20 les éléments de serrage radial (22) sont des goujons de centrage dépas- sant axialement et s'appuyant avec une force de serrage radial contre la paroi du boîtier polaire (6). 9°) Dispositif de démarreur selon la revendication 8, 25 caractérisé en ce que les goujons de centrage (22) s'appuient contre le côté intérieur de la paroi du boîtier polaire (6). 10°) Dispositif de démarreur selon la revendication 1, 30 caractérisé en ce que la surface enveloppe de l'arbre (8) du rotor comporte un épaulement annulaire (18) qui s'appuie contre la face frontale du palier (14) côté transmission. 35