Brevet FR3083270A1 — publié le 20200103

Réducteur de vitesse pour démarreur La présente invention porte sur un réducteur de vitesse pour démarreur de véhicule automobile. Elle trouve une application dans les démarreurs de véhicules automobiles équipés de moteurs à combustion interne. Il est connu des démarreurs de véhicule automobile comprenant un moteur électrique, muni de balais et comportant une culasse, portant un arbre d'induit sur lequel est disposé un pignon central. Un engrenage de lancement porté par un arbre d'entraînement du démarreur est destiné à entraîner un volant moteur d'un moteur thermique du véhicule, ceci lorsque l'engrenage de lancement est déplacé dans une position dite active. Pour permettre d'entraîner l'arbre d'entraînement du démarreur, un réducteur de vitesse est couplé au pignon central de l'arbre d'induit du moteur électrique. Un tel réducteur de vitesse est formé par un porte-satellites, des satellites portés par des arbres du porte-satellites et une couronne extérieure. Les satellites 15 sont alors disposés entre le pignon central et la couronne extérieure. Dans la position active de l'engrenage de lancement, le moteur électrique entraîne en rotation le pignon central de son arbre d'induit. Les satellites sont engrenés par le pignon central et guidés par la couronne extérieure, entraînant ainsi la rotation du porte-satellites autour de son axe de rotation. 20 Pour coupler en rotation un tel porte-satellites à l'arbre d'entraînement du démarreur, il est utilisé une roue libre. Dans une position dite initiale, le porte-satellites n'est pas couplé en rotation avec l'arbre d'entraînement du démarreur, alors que dans une position dite finale, le porte-satellites est couplé en rotation avec l'arbre d'entraînement du démarreur. Dans la position active de l'engrenage de 25 lancement, le volant moteur du moteur thermique est alors entraîné en rotation pour démarrer le moteur thermique. Un problème récurrent dans de tels démarreurs est l'usure prématurée et le bruit. En particulier, il est observé une usure importante de la couronne, des satellites, des balais et de l'arbre d'induit. Ce sont les mêmes parties du démarreur 30 dans lesquelles un bruit important est mesuré. Cette usure et ce bruit sont engendrés 2 par des contraintes existant au sein du démarreur, liées à une architecture du démarreur Il s'avère délicat de mettre au point un démarreur dans lequel ces problèmes d'usure et de bruit sont évités tout en conservant de bonnes performances. 5 À cet effet, l'invention a pour objet un réducteur de vitesse, notamment pour démarreur de véhicule automobile, comprenant - un palier d'entraînement, - un élément arrière, caractérisé en ce que l'élément arrière comprend un palier d'induit et une couronne, le palier d'induit et la couronne étant distincts et indépendants l'un de l'autre et en ce que le palier d'entraînement est destiné à guider un arbre d'entraînement et le palier d'induit est destiné à guider un arbre d'induit. Par « indépendants » on entend que le palier d'induit et la couronne sont mobiles l'un par rapport à l'autre. Ainsi, la couronne n'est pas solidaire du palier d'induit et peut s'adapter au mouvement des satellites. Cela supprime l'effet d'excentration des satellites par rapport à la couronne, ce qui limite l'usure de la couronne et des satellites. Le bruit s'en trouve également réduit. En outre, l'absence de liaison entre l'arbre d'entraînement et l'arbre d'induit permet de supprimer les transferts de chocs de l'arbre d'entraînement à l'arbre d'induit, qui surgissent lors de l'entraînement du volant moteur du moteur thermique du véhicule. Cela permet donc de diminuer le bruit et l'usure des balais du moteur électrique. Les deux arbres étant indépendants, le risque de mélange des graisses des deux arbres est également supprimé. Enfin, l'invention permet d'obtenir un guidage optimal de l'arbre d'entraînement par le palier d'entraînement et un guidage optimal de l'arbre d'induit par le palier d'induit. Le fait d'optimiser les guidages permet également de limiter l'usure du démarreur, tout en conservant de bonnes performances. Selon un aspect de l'invention, le palier d'induit et la couronne sont mobiles l'un par rapport à l'autre. 3 Par « mobiles », on entend que le palier d'induit et la couronne sont mobiles radialement, axialement et en rotation l'un par rapport à l'autre. On entend par « axialement », tout mouvement dans une direction parallèle à un axe du réducteur et par « radialement », tout mouvement dans une direction 5 perpendiculaire à l'axe du réducteur. « En rotation » fait référence à un mouvement dans toute direction tangentielle à un cercle dont le centre est celui du réducteur ou à un cylindre dont l'axe est celui dudit réducteur. Selon un aspect de l'invention, le palier d'entraînement et la couronne sont mobiles radialement et axialement l'un par rapport à l'autre. Selon un aspect de l'invention, le palier d'entraînement comporte une ouverture pour recevoir et guider l'arbre d'entraînement et le palier d'induit comporte également une ouverture pour recevoir et guider l'arbre d'induit. Ainsi le guidage de chaque arbre est optimal et indépendant l'un de l'autre. Selon un aspect de l'invention, un axe de symétrie de la couronne est mobile 15 par rapport à un axe du réducteur. Selon un aspect de l'invention, la couronne est montée avec un jeu radial. Ainsi, la couronne peut suivre le mouvement des satellites, ce qui permet de limiter le bruit et l'usure des dents de la couronne et des dents des satellites. Selon un aspect de l'invention, la couronne est montée avec un jeu axial et en 20 rotation. Cela permet aussi à la couronne d'engrener plus facilement sur les dents des satellites et permet également de limiter le bruit et l'usure des dents de la couronne et des dents des satellites. Selon un aspect de l'invention, le réducteur comporte des satellites comportant des dents et la couronne comporte des dents sur sa circonférence 25 interne, les dents de la couronne étant de forme complémentaire aux dents des satellites pour transmettre un mouvement de rotation d'un arbre d'induit à un arbre d'entraînement. Selon un aspect de l'invention, le réducteur comporte un porte-satellites solidaire d'un arbre d'entraînement, ledit porte-satellite comportant des arbres 4 portant les satellites pour transmettre le mouvement de rotation des satellites à un arbre d'entraînement. Selon un aspect de l'invention, le palier d'entraînement comporte, sur une circonférence externe, au moins une excroissance s'étendant axialement vers le 5 palier d'induit. Selon un aspect de l'invention, la couronne comporte, sur une circonférence externe, au moins un évidement recevant au moins un élément déformable élastiquement. Ainsi les efforts radiaux et tangentiels de la couronne dans la culasse peuvent être amortis. Cela permet à la fois de réduire considérablement l'usure de la 10 surface externe de la couronne et de la surface, située en regard de la couronne, de la culasse, et de réduire le bruit. Selon un aspect de l'invention, l'évidement reçoit l'excroissance du palier d'entraînement et au moins deux éléments déformables élastiquement, ladite excroissance s'imbriquant entre les deux éléments déformables élastiquement. Ainsi, 15 les mouvements radiaux et tangentiels de la couronne ainsi que les pics de couple survenant lors de la reprise de couple de la couronne sur le palier d'entraînement peuvent être amortis. Selon un aspect de l'invention, la couronne est en plastique ou en acier. Selon un aspect de l'invention, le palier d'induit et le palier d'entraînement sont 20 en plastique ou en acier ou en aluminium. Selon un aspect de l'invention, les éléments déformables élastiquement sont réalisés en élastomère. L'invention a également pour objet un démarreur comprenant un réducteur présentant un ou plusieurs aspects présentés précédemment, pris séparément ou en 25 combinaison. Selon un aspect de l'invention, le démarreur comprenant - un arbre d'induit, - un arbre d'entraînement 5 est caractérisé en ce que le palier d'entraînement guide l'arbre d'entraînement et le palier d'induit guide l'arbre d'induit. Ainsi le guidage de chaque arbre est optimal et indépendant l'un de l'autre. Selon un aspect de l'invention, le démarreur comprend une culasse et est 5 caractérisé en ce que des surfaces circonférentielles externes du palier d'entraînement, de la couronne et du palier d'induit sont en contact au moins partiellement avec une surface circonférentielle interne de la culasse. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation 113 avec des dessins dans lesquels : - la figure 1 illustre une vue schématique, en coupe longitudinale, d'un démarreur pour véhicule automobile comprenant un réducteur de vitesse selon l'invention, - la figure 2 est un agrandissement de la vue en coupe présentée à la figure 1, 15 centré sur le réducteur selon l'invention, - les figures 3a et 3b illustrent des vues en perspective, éclatée pour la figure 3a, d'un réducteur selon un mode de réalisation de l'invention, - les figures 4a et 4b sont des vues en perspective, éclatée pour la figure 4a, d'un réducteur selon un autre mode de réalisation de l'invention, 20 - la figure 4c est une vue en coupe transversale d'un démarreur comprenant un réducteur selon le mode de réalisation présenté aux figures 4a et 4b. On a représenté à la figure 1, un démarreur 1 comprenant un support avant 10, un contacteur 8, un engrenage de lancement 31, un moteur électrique 2, et un arbre d'entraînement 3. Le moteur électrique 2 comprend une culasse 22. L'engrenage de 25 lancement 31 comprend un pignon 311 entraîné par le moteur électrique 2, via un réducteur 4 pour entraîner un moteur thermique par le biais de l'arbre d'entraînement 3. Un tel démarreur comprend en outre un levier 9 attelé par une première extrémité au contacteur 8 et par une deuxième extrémité à l'engrenage de lancement 31. Au démarrage, le contacteur 8 actionne le levier 9 en tirant sur la première extrémité du 6 levier. Par effet de levier, l'engrenage de lancement 31, attelé à la deuxième extrémité, coulisse le long de l'arbre d'entraînement 3. Dans cette position dite de fonctionnement, le levier 9 prend appui sur un appui-levier 7. Le pignon 311 peut alors engrener dans une couronne dentée reliée à un arbre d'un moteur thermique s de véhicule automobile, ce qui provoque le démarrage du moteur thermique. Plus précisément, le moteur électrique 2 comporte en outre un arbre d'induit 23 et des balais 21. L'arbre d'entraînement 3 est entraîné en rotation par l'arbre d'induit 23 via le réducteur 4. Le réducteur de vitesse comprend une couronne 43, des satellites 42 et un porte-satellites 41. Le porte-satellites 41 est apte à être couplé à Zo l'arbre d'entraînement 3 et comprend généralement plusieurs arbres 411 chacun destiné à porter un satellite 42. L'arbre d'induit 23 est apte à entraîner les satellites 42 en rotation, qui prennent appui sur la couronne 43 pour entraîner à leur tour le porte-satellites 41 en rotation. Le porte-satellites 41 entraîne alors l'arbre d'entraînement 3 en rotation. 15 Un réducteur de vitesse selon l'invention est plus précisément détaillé à l'appui de la figure 2. Ce réducteur de vitesse 4 comprend un palier d'entraînement 44 et un élément arrière 46. L'élément arrière 46 comprend un palier d'induit 45 et une couronne 43, le palier d'induit et la couronne étant distincts et indépendants l'un de l'autre. En particulier, le palier d'entraînement 44 est destiné à guider l'arbre 20 d'entraînement 3 et le palier d'induit 45 est destiné à guider l'arbre d'induit 23. Par « indépendants » on entend que le palier d'induit 45 et la couronne 43 sont mobiles l'un par rapport à l'autre. En particulier, le palier d'induit 45 et la couronne 43 sont mobiles radialement, axialement et en rotation l'un par rapport à l'autre. On entend par « axialement », tout mouvement dans une direction parallèle à 25 un axe X du réducteur 4 et par « radialement », tout mouvement dans une direction perpendiculaire à l'axe X du réducteur. « En rotation » fait référence à un mouvement dans toute direction tangentielle à un cercle dont le centre est celui du réducteur 4 ou à un cylindre dont l'axe est celui dudit réducteur. Le palier d'induit 45 étant bloqué dans la culasse, c'est la couronne 43 qui peut se mouvoir axialement, radialement et en rotation par rapport au palier d'induit. 7 En revanche, le palier d'entraînement 44 et la couronne 43 sont mobiles radialement et axialement l'un par rapport à l'autre. En effet, le palier d'entraînement 44 et la couronne 43 sont liés en rotation. Le palier d'entraînement 44 étant pris dans le support avant 10, il est maintenu en rotation. Ainsi, la couronne 43 est également 5 maintenue en rotation. En particulier, la couronne 43 est montée avec un jeu radial. C'est ce jeu qui permet à la couronne de suivre le mouvement des satellites, permettant de limiter le bruit et l'usure des dents de la couronne et des dents des satellites. Un tel jeu vaut par exemple 0.2 à 0.4 mm. La couronne est également montée avec un jeu axial et en rotation. Il s'agit d'un jeu d'assemblage. Un tel jeu vaut par exemple 0.1 à 0.2 mm. Ainsi la couronne 43 peut très légèrement tourner par rapport au palier d'entraînement 44. On a représenté, sur la figure 2, un axe de symétrie Y de la couronne 43. L'axe Y est mobile par rapport à un axe X du réducteur 4. En effet, la couronne 43 15 peut se mouvoir axialement, radialement, et en rotation par rapport au réducteur et la position de son axe de symétrie Y évolue au cours du fonctionnement du démarreur et n'est donc pas confondu avec l'axe X du réducteur 4. Le palier d'entraînement 44 comporte une ouverture 441 et le palier d'induit 45 comporte également une ouverture 451, visibles sur les figures 1, 2, 3a et 4a. Ces 20 ouvertures 441 et 451 sont situées dans des plans transverses à l'axe X du réducteur. L'ouverture 441 reçoit l'arbre d'entraînement 3, et l'ouverture 451 reçoit l'arbre d'induit 23. Ainsi, le palier d'entraînement 44 guide l'arbre d'entraînement 3 et le palier d'induit 45 guide l'arbre d'induit 23. Les guidages de chaque arbre sont donc indépendants l'un de l'autre. 25 Les surfaces circonférentielles externes du palier d'entraînement 443, du palier d'induit 452, et de la couronne 432 sont, au moins partiellement, en contact avec une portion de la surface circonférentielle interne de la culasse 221. Cela est en particulier visible sur la figure 2. Le palier d'induit 45 présente, dans les exemples présentés ici, aux figures 1 à 4c, trois excroissances 453 s'étendant axialement en 30 direction du palier d'entraînement 44. Ces excroissances 453 sont des clips permettant d'assembler le réducteur 4 avant de le monter dans le démarreur 1. Ces 8 clips ne jouent pas de rôle une fois le réducteur monté dans le démarreur, et pourraient être prévus sur le palier d'entraînement 44 plutôt que sur le palier d'induit 45. Le réducteur 4 comporte des satellites 42, en particulier bien visibles sur la 5 figure 4c. Les satellites 42 comportent des dents, de forme complémentaire aux dents du pignon central 231. La couronne 43 comporte également des dents sur sa circonférence interne, les dents de la couronne étant aussi de forme complémentaire aux dents des satellites 43. Le réducteur 4 comporte en outre un porte-satellites 41 solidaire de l'arbre d'entraînement 3, ledit porte-satellites 41 comportant des arbres io 411 portant les satellites 42. Ainsi, le pignon 231 de l'arbre d'induit entraîne les satellites en rotation, dont les dents engrènent sur les dents de la couronne 43. Ainsi les satellites 42 se déplacent dans la couronne 43 et entraînent le porte-satellite 41 en rotation, solidaire de l'arbre d'entraînement 3. Le réducteur 4 transmet alors un mouvement de rotation de l'arbre d'induit 23 à l'arbre d'entraînement 3. 15 Dans un mode de réalisation représenté aux figures 3a et 3b, la couronne 43 comporte, sur une circonférence externe, six évidements 431 de dimensions égales. Dans cet exemple, trois évidements 431 reçoivent chacun un élément déformable élastiquement 6, et trois évidement 431 reçoivent un clip 453 du palier d'induit. Ainsi les efforts radiaux, dûs au déplacement de la couronne 43 dans la culasse 22, 20 présents pendant toute la durée du démarrage, sont amortis. L'usure de la surface externe de la couronne 43 et de la surface interne de la culasse 221, située en regard de la couronne 43, est donc faible ainsi que le bruit. Dans un autre mode de réalisation de l'invention représenté aux figures 4a à 4c, le palier d'entraînement 44 comporte, sur une circonférence externe, trois 25 excroissances 442 s'étendant axialement vers le palier d'induit 45. En outre, la couronne 43 comporte, sur une circonférence externe, six évidements 431, dont trois sont de dimensions plus importantes que les trois autres. Dans cet exemple, les trois évidements 431 de dimensions plus importantes reçoivent une excroissance 442 du palier d'entraînement 44 et deux éléments déformables élastiquement 6, 30 l'excroissance 442 s'imbriquant entre les deux éléments déformables élastiquement 6. Les trois autres évidements 431 reçoivent les clips 453 du palier d'induit. Ainsi, les mouvements radiaux de la couronne 43 sont amortis, comme dans le mode de 9 réalisation précédent. En outre, les mouvements tangentiels de la couronne sont également amortis. Ces mouvements tangentiels surviennent brusquement, lors de la reprise de couple de la couronne 43 sur le palier d'entraînement 44, c'est à dire à chaque fois que le démarreur passe d'un état de fonctionnement en mode « roue s libre », dans lequel il n'entraîne pas le moteur thermique, à un état de fonctionnement dans lequel il entraîne le moteur thermique. Dans ces exemples, la couronne 43 est en plastique ou en acier. Les paliers d'induit 45 et d'entraînement 44 sont préférentiellement en plastique, mais peuvent également être réalisés en acier ou en aluminium. Les éléments déformables io élastiquement 6 sont réalisés en élastomère. Naturellement, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisations précédemment décrits en référence aux figures et des variantes pourraient être envisagées sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS1. Réducteur de vitesse (4), notamment pour démarreur de véhicule automobile, comprenant s . un palier d'entraînement (44), . un élément arrière (46), caractérisé en ce que l'élément arrière (46) comprend un palier d'induit (45) et une couronne (43), le palier d'induit et la couronne étant distincts et indépendants l'un de l'autre et en ce que le palier d'entraînement (44) est 10 destiné à guider un arbre d'entraînement (3) et le palier d'induit (45) est destiné à guider un arbre d'induit (23). 2. Réducteur (4) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le palier d'induit (45) et la couronne (43) sont mobiles l'un par rapport à l'autre. 15 3. Réducteur (4) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le palier d'entraînement (44) et la couronne (43) sont mobiles radialement et axialement l'un par rapport à l'autre. 20 4. Réducteur (4) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un axe de symétrie (Y) de la couronne (43) est mobile par rapport à un axe (X) du réducteur (4). 5. Réducteur (4) selon l'une quelconque des revendications précédentes, 25 caractérisé en ce qu'il comporte des satellites (42) comportant des dents et en ce que la couronne (43) comporte des dents sur sa circonférence interne, les dents de la couronne étant de forme complémentaire aux dents des satellites pour transmettre un mouvement de rotation d'un arbre d'induit (23) à un arbre d'entraînement (3). 30 6. Réducteur (4) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le palier d'entraînement (44) comporte, sur une 11 circonférence externe, au moins une excroissance (442) s'étendant axialement vers le palier d'induit (45). 7. Réducteur (4) selon l'une quelconque des revendications précédentes, s caractérisé en ce que la couronne (43) comporte au moins, sur une circonférence externe, un évidement (431) recevant au moins un élément déformable élastiquement (6). 8. Réducteur (4) selon la revendication 7 quand dépendante de la revendication 113 6, caractérisé en ce que l'évidement (431) reçoit l'excroissance (442) du palier d'entraînement (44) et au moins deux éléments déformables élastiquement (6), ladite excroissance (442) s'imbriquant entre les deux éléments déformables élastiquement (6). 15 9. Démarreur (1) comprenant un réducteur (4) selon l'une quelconque des revendications précédentes. 10. Démarreur (1) selon la revendication 9, comprenant une culasse (22) caractérisé en ce que des surfaces circonférentielles externes du palier 20 d'entraînement (443), de la couronne (432) et du palier d'induit (452) sont en contact au moins partiellement avec une surface circonférentielle interne de la culasse (221).