Brevet FR3088970A1 — publié le 20200529

Description Titre de l'invention : Démarreur de véhicule automobile [0001] La présente invention porte sur un démarreur de véhicule automobile. Elle trouve une application dans les véhicules automobiles équipés de moteurs à combustion interne. [0002] 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 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. [0003] 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 lancement, le volant moteur du moteur thermique est alors entraîné en rotation pour démarrer le moteur thermique. [0004] 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 dans lesquelles un bruit important est mesuré. Cette usure et ce bruit sont engendrés 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. [0005] À cet effet, l'invention a pour objet un démarreur de véhicule automobile, comprenant : un arbre d'entraînement, un arbre d'induit, un réducteur comprenant un élément arrière comprenant une couronne et un palier d'induit, 2 [0006] caractérisé en ce que le palier d'induit et la couronne sont solidaires l'un de l'autre et en cc que le palier d'induit supporte et guide l'arbre d'induit et en ce que l'arbre d'induit comprend un palier d'entraînement qui supporte et guide l'arbre d'entraînement. [0007] Par « solidaires », on entend que la couronne et le palier d'induit sont liés méca- niquement l'un à l'autre, et sont immobiles l'un par rapport à l'autre. [0008] D'une part l'arbre d'induit étant guidé par le palier d'induit solidaire de la couronne, il est positionné de façon optimale par rapport à la couronne. D'autre part l'arbre d'entraînement étant guidé par l'arbre d'induit, et l'arbre d'entraînement supportant le porte-satellites, le porte-satellites est positionné par rapport à la couronne et à l'arbre d'induit avec un jeu minimal. Ainsi, la chaîne de transmission du mouvement de rotation de l'arbre d'induit vers l'arbre d'entraînement implique un minimum de pièces, permettant ainsi de réduire considérablement les jeux entre les différentes pièces du réducteur. Il en résulte un meilleur fonctionnement du réducteur, ainsi qu'une diminution de l'usure et du bruit, tout en garantissant de très bons guidages des arbres d'induit et d'entraînement. [0009] Selon un aspect de l'invention, la couronne et le palier d'induit forment l'élément arrière monobloc. [0010] Par « monobloc », on entend que l'élément arrière est issu d'un unique bloc de matière et ne nécessite pas l'assemblage de pièces. [0011] Selon un aspect de l'invention, le démarreur comporte des satellites comportant des dents et la couronne 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 de l'arbre d'induit à l'arbre d'entraînement. [0012] Selon un aspect de l'invention, l'arbre d'entraînement s'imbrique dans l'arbre d'induit via le palier d'entraînement. [0013] Selon un aspect de l'invention, l'arbre d'entraînement et l'arbre d'induit comportent chacun un axe longitudinal et l'arbre d'entraînement et l'arbre d'induit sont coaxiaux. [0014] Selon un aspect de l'invention, le démarreur comprend un porte-satellites et un pignon central porté par l'arbre d'induit, l'arbre d'induit, le pignon central, le porte-satellites et la couronne comprenant chacun un axe longitudinal, et l'arbre d'induit, le pignon central, le porte-satellites et la couronne étant coaxiaux. [0015] Selon un aspect de l'invention, le porte-satellites est solidaire de l'arbre d'entraînement, et ledit porte-satellites comporte des arbres portant les satellites pour transmettre le mouvement de rotation des satellites à l'arbre d'entraînement. [0016] Ainsi, les satellites se déplacent sur le pignon central de l'arbre d'induit et sur la couronne avec un minimum de jeu, limitant ainsi l'usure de la couronne et des satellites, ainsi que le bruit. 3 [0017] Selon un aspect de l'invention, le réducteur comporte un élément avant, formant avec l'élément arrière, un boîtier dit boîtier du réducteur. [0018] Ainsi, l'élément avant permet d'étanchéificr le boîtier réducteur,notamment en évitant les pertes de graisse du boîtier vers l'extérieur du boîtier. [0019] Selon un aspect de l'invention, le démarreur comporte une roue libre située entre le porte-satellites et l'arbre d'entraînement, et l'élément avant entoure le porte-satellites et la roue libre. [0020] Selon un aspect de l'invention, le réducteur comporte un axe longitudinal, et l'élément avant comporte une ouverture transversale à l'axe longitudinal du réducteur laissant passer l'arbre d'entraînement avec un jeu radial compris entre 5 centièmes et 2 dixièmes de millimètre. [0021] Cc jeu radial permet de laisser une liberté de mouvement à l'arbre d'entraînement, afin que ce dernier ne soit pas contraint par l'ouverture de l'élément avant et soit uniquement supporté et guidé par le palier d'entraînement situé sur l'arbre d'induit. [0022] Selon un aspect de l'invention, l'élément avant est monté sur l'arbre d'entraînement avec un jeu axial de l'ordre de 5 centièmes à 2 dixièmes de millimètres. [0023] Selon un aspect de l'invention, l'élément avant joue le rôle de butée axiale pour l'arbre d'entraînement. [0024] Selon un aspect de l'invention, le démarreur comprend un joint disposé entre l'ouverture de l'élément avant et l'arbre d'entraînement. [0025] Ainsi, le joint empêche les poussières extérieures de rentrer dans le réducteur et d'altérer son fonctionnement. [0026] Selon un aspect de l'invention, le joint est placé contre une surface circonférentielle interne de l'ouverture. [0027] Selon un aspect de l'invention, une gorge est ménagée sur la surface circonférentielle interne de l'ouverture et le joint y est placé. [0028] Selon un aspect de l'invention, le joint est assemblé dans l'élément avant par serrage sur son diamètre extérieur. [0029] Selon un aspect de l'invention, le joint est solidaire, après assemblage, de l'élément avant. Autrement dit, il n'y a pas de mouvement relatif entre le joint et l'élément avant après assemblage. [0030] Ainsi, le joint frotte contre l'arbre d'entraînement et limite l'entrée de poussières dans le boîtier réducteur. [0031] Selon un aspect de l'invention, le joint est circulaire plat ou torique. [0032] Selon un aspect de l'invention, le joint est en caoutchouc. [0033] Selon un aspect de l'invention, une surface circonférentielle externe de l'élément avant est au moins partiellement en contact avec une surface circonférentielle interne de l'élément arrière. [0034] Selon un aspect de l'invention, le démarreur comprend une culasse et l'élément arrière est serré dans la culasse. L'élément arrière peut également être assemblé dans la culasse avec un jeu inférieur à 0.1 mm. [0035] Selon un aspect de l'invention, la culasse comprend des ergots et l'élément arrière est monté serré dans la culasse grâce aux ergots. [0036] Selon un aspect de une surface circonférentielle externe de l'élément arrière est en contact au moins partiellement avec une surface circonférentielle interne de la culasse. [0037] Selon un aspect de l'invention, l'élément arrière et/ou l'élément avant sont réalisés en plastique ou en métal. [0038] 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 avec des dessins dans lesquels : - la figure 1 illustre une vue schématique, en coupe longitudinale, d'un démarreur pour véhicule automobile selon l'invention, la figure 2 est un agrandissement de la vue en coupe présentée à la figure 1, centré sur le réducteur selon l'invention, la figure 3 est une vue en coupe similaire à celle de la figure 2 selon un autre mode de réalisation de l'invention. [0039] 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 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 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 10. Le pignon 311 peut alors engrener dans une couronne dentée reliée à un arbre d'un moteur thermique de véhicule automobile, ce qui provoque le démarrage du moteur thermique. [0040] 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 un élément arrière 43, des satellites 42 et un porte-satellites 41. Le porte-satellites 41 est apte à être couplé à 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. [0041] Plus précisément, les satellites 42 comportent des dents. L'arbre d'induit 23 comporte un pignon central 231, qui comporte également des dents de forme complémentaire aux dents des satellites 42. Ainsi, grâce à ces systèmes de dentures, le pignon 231 de l'arbre d'induit 23 entraîne les satellites 42 en rotation. La couronne 431 comportant également des dents sur sa circonférence interne, et ses dents étant aussi de forme complémentaire aux dents des satellites 42, les dents des satellites 42 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. Ce dernier étant solidaire de l'arbre d'entraînement 3, le réducteur 4 transmet finalement un mouvement de rotation de l'arbre d'induit 23 à l'arbre d'entraînement 3. [0042] Un démarreur selon l'invention est plus précisément détaillé à l'appui de la figure 2. Il comprend un réducteur de vitesse 4 comprenant un élément arrière 43, lui-même comprenant une couronne 431 et un palier d'induit 432. Le palier d'induit 432 et la couronne 431 sont solidaires l'un de l'autre. Le palier d'induit 432 supporte et guide l'arbre d'induit 23. L'arbre d'induit 23 comprend un palier d'entraînement 232 qui supporte et guide l'arbre d'entraînement 3. [0043] Par « solidaires », on entend que la couronne 431 et le palier d'induit 432 sont liés mécaniquement l'un à l'autre, et sont immobiles l'un par rapport à l'autre. En particulier, la couronne 431 et le palier d'induit 432 forment l'élément arrière 43 monobloc. Par « monobloc », on entend que l'élément arrière 43 est issu d'un unique bloc de matière et ne nécessite pas l'assemblage de pièces. Ainsi, le palier d'induit 432 et la couronne 431 sont immobiles 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 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 (ou à un cylindre) dont le centre (ou l'axe) est celui du réducteur 4. [0044] Comme illustré à la figure 2, l'arbre d'entraînement 3 s'imbrique dans l'arbre d'induit 23 via le palier d'entraînement 232. L'arbre d'entraînement 3 et l'arbre d'induit 23 comportent chacun un axe longitudinal et l'arbre d'entraînement 3 et l'arbre d'induit 23 sont coaxiaux, suivant l'axe W. En particulier une excroissance 233 de l'arbre d'induit 23 s'étendant axialement suivant l'axe W, s'imbrique dans un trou borgne 32 de l'arbre d'entraînement 3, le trou borgne 32 s'étendant aussi axialement suivant l'axe W. Le palier 232 d'entraînement comporte un coussinet 2321, qui établit la jonction mécanique entre l'arbre d'entraînement 3 et l'arbre d'induit 23. 6 [0045] L'arbre d'induit 23, le pignon central 231, le porte-satellites 41, et la couronne 431 comprennent chacun un axe longitudinal, notés respectivement V, W, Y, Z. L'arbre d'induit 23, le pignon central 231, le porte-satellites 41 et la couronne 431 sont coaxiaux. Ainsi, les satellites 42 se déplacent sur le pignon central 231 de l'arbre d'induit 23 et sur la couronne 431 avec un minimum de jeu, limitant ainsi l'usure de la couronne 431 et des satellites 42, ainsi que le bruit. [0046] Le réducteur 4 comporte également un élément avant 44, formant avec l'élément arrière 43, un boîtier dit boîtier du réducteur 4. Ainsi, l'élément avant permet d'étanchéifier le hoîtier réducteur, notamment en évitant les pertes de graisse du hoîtier vers l'extérieur du boîtier. [0047] Le démarreur 1 comporte une roue lihre 5 située entre le porte-satellites 41 et l'arbre d'entraînement 3, et l'élément avant 44 entoure le porte-satellites 41 et la roue lihre 5. Autrement dit, le porte-satellites 41 et la roue libre 5 sont logés dans l'élément avant 44. [0048] L'élément avant 44 comporte une ouverture 441 transversale à l'axe longitudinal X du réducteur 4, laissant passer l'arbre d'entraînement 3 avec un jeu radial compris entre 5 centièmes et 2 dixièmes de millimètre. Cc jeu radial permet de laisser une liberté de mouvement à l'arbre d'entraînement 3, afin que ce dernier ne soit pas contraint par l'ouverture 441 de l'élément avant 44 et soit uniquement supporté et guidé par le palier d'entraînement 232 situé sur l'arbre d'induit 23. L'élément avant 44 est également monté sur l'arbre d'entraînement 3 avec un jeu axial, de l'ordre de 5 centièmes à 2 dixièmes de millimètres. [0049] L'élément avant 44, au niveau des bords de l'ouverture 441, joue le rôle de butée axiale pour l'arbre d'entraînement 3. En effet, l'arbre d'entraînement 3 comporte un épaulement 33 qui vient buter contre le bord de l'ouverture 441 et empêche donc l'arbre d'entraînement 3 de se déplacer selon une direction axiale vers l'avant du démarreur. Par « vers l'avant du démarreur », on entend vers la gauche sur les illustrations présentées. [0050] Selon un mode de réalisation, le démarreur 1 comprend en outre un joint 6 disposé entre l'ouverture 441 de l'élément avant 44 et l'arbre d'entraînement 3. Le joint 6 est placé contre une surface circonférentielle interne 4411 de l'ouverture 441. L'élément avant 44 comporte une gorge 442 qui est ménagée sur la surface circonférentielle interne 4411 de l'ouverture 441. Dans un exemple de réalisation illustré à la figure 6, la gorge 442 est ménagée sur le bord avant de l'ouverture 441. [0051] Le joint 6 est assemblé dans l'élément avant 44 par serrage sur son diamètre extérieur. Le joint 6 est solidaire, après assemblage, de l'élément avant 44. Autrement dit, il n'y a pas de mouvement relatif entre le joint 6 et l'élément avant 44 après assemblage. Ainsi, le joint frotte contre l'arbre d'entraînement et limite l'entrée de 7 poussières dans le boîtier réducteur, empêchant ainsi que son fonctionnement soit altéré. [0052] Le joint est circulaire plat ou torique. Tl est par exemple réalisé en caoutchouc. [0053] Comme illustré aux figures 2 et 3, une surface circonférentielle externe 443 de l'élément avant 44 est au moins partiellement en contact avec une surface circonférentielle interne 433 de l'élément arrière 43. Par ailleurs, l'élément arrière 43 est serré dans la culasse 22. La culasse 22 comprend par exemple des ergots et l'élément arrière 43 est monté serré dans la culasse 22 grâce aux ergots. L'élément arrière 43 peut également être assemblé dans la culasse 22 avec un jeu inférieur à 0.1 mm. En particulier, une surface circonférentielle externe 434 de l'élément arrière 43 est en contact au moins partiellement avec une surface circonférentielle interne 221 de la culasse 22. [0054] Dans ces exemples, l'élément arrière 43 et/ou l'élément avant 44 sont réalisés en plastique ou en métal. L'élément arrière 43 et l'élément avant 44 sont réalisés préférentiellement en plastique, mais peuvent également être réalisés en acier ou en aluminium. [0055] 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. 8