FR2861139A1 - Systeme de demarrage de vehicule a poulie et courroie comportant un dispositif d'entrainement par friction - Google Patents

Abstract

L'invention propose un système (10) qui comporte un arbre (12) qui traverse la poulie (80) et qui porte un dispositif d'entraînement (28) de la poulie age (80), caractérisé en ce que le dispositif d'entraînement comporte un galet d'accouplement (28) qui est monté vissé sur des cannelures hélicoïdales (35) pour être déplacé en direction de la poulie (80), lorsque l'arbre de sortie (12) tourne par rapport au galet (28) de manière à passer d'une position arrière de repos à une position avant active d'accouplement en rotation avec une portion complémentaire de la poulie de démarrage (80).

Description

"Système de démarrage de véhicule à poulie et courroie

comportant un dispositif d'entraînement par friction" DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention concerne un système de démarrage, aussi appelé démarreur, pour l'entraînement d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile au moyen d'une courroie.

ETAT DE LA TECHNIQUE

Un système connu de ce type, par exemple du document US-A-6.378.479, est globalement constitué d'une machine électrique qui entraîne une poulie qui entraîne une courroie qui entraîne une autre poulie solidaire du vilebrequin du moteur à combustion.

La machine électrique peut être réversible en fonctionnant en moteur électrique pour provoquer le démarrage du moteur thermique, et fonctionnant en générateur de courant lorsque le moteur thermique a démarré.

La conception proposée dans ce document est complexe et encombrante et d'implantation complète sur un moteur à combustion de véhicule automobile.

Un démarreur perfectionné et compact de ce type selon l'état de la technique décrit et représenté dans la demande de brevet français n 0350376 déposée le 28 juillet 2003 au nom du titulaire est représenté à la figure 1 annexée.

Le système de démarrage pour l'entraînement d'un moteur thermique, ou démarreur, 10 comporte un arbre de sortie 12 ou arbre d'entraînement qui est entraîné en rotation par l'arbre d'induit 14 d'un moteur électrique 16, ici par l'intermédiaire de deux réducteurs à train épicycloïdal arrière 18 et avant 19 montés en cascade ou série, c'est à dire de manière que leur taux de réduction se multiplient.

L'arbre de sortie 12 et l'arbre d'induit 14 sont coaxiaux d'axe X1.

L'extrémité libre arrière de l'arbre de sortie 12 est guidée en rotation par un palier arrière 24, avec interposition d'une s douille de guidage arrière 25.

Un équipage mobile 28 comprend une roue libre arrière 30 qui entraîne un pignon avant 32. L'équipage mobile 28 est monté coulissant axialement sur un tronçon intermédiaire cannelé 34 de l'arbre de sortie 12 de façon à être solidaire de ce dernier en io rotation.

Le réducteur à train épicycloïdal avant 19 comporte un ensemble de satellites 36 et une couronne à denture intérieure 44 qui est réalisée en une seule pièce avec une jupe annulaire axiale externe 33 fixée dans la carcasse ou boîtier 48 du démarreur 10.

Les satellites 36 engrènent avec des cannelures 50 portées par un tronçon avant de l'arbre 13 de sortie de mouvement du train épicycloïdal du réducteur arrière 19.

Le réducteur à train épicycloïdal 18, qui est de conception identique à celle du réducteur avant 19, comporte un ensemble de satellites 37 et une couronne à denture intérieure 45 qui est réalisée en une seule pièce avec une jupe annulaire axiale 31 externe fixée dans la carcasse ou boîtier 48 du démarreur 10.

Les satellites 37 engrènent avec des cannelures 51 portées par un tronçon avant de l'arbre d'induit 14.

Le démarreur 10 comporte aussi un contacteur électromagnétique 62, de conception générale connue dans le domaine des démarreurs de véhicule automobile, dont un noyau magnétique mobile 64, dont les déplacements sont provoqués par un bobinage annulaire coaxial 65 d'axe X2 parallèle à l'axe X1, commande le déplacement axial de l'équipage mobile 28 par l'intermédiaire d'un levier 66 qui est monté basculant autour d'un axe intermédiaire Y orthogonal aux axes X1 et X2.

Le noyau mobile 64 agit sur l'extrémité supérieure 68 du levier 66, lorsqu'il se déplace vers l'arrière entraîné par le solénoïde 65, de manière à provoquer un déplacement axial correspondant d'arrière en avant de l'extrémité inférieure 70 du levier qui est ici conformée en fourche pour agir sur l'équipage mobile 28.

s On alimente le contacteur 62 en courant électrique pour provoquer à la fois le déplacement axial de l'équipage mobile 28 vers l'avant et la mise en marche du moteur électrique 16.

Le moteur électrique 16 entraîne en rotation l'arbre d'induit 14. Celuici transmet ce mouvement de rotation à l'arbre de sortie io 12 par l'intermédiaire des deux réducteurs consécutifs en série 19 et 18.

Le carter ou boîtier 48 loge l'ensemble des composants du système de démarrage qui, pour l'entraînement d'un moteur thermique (non représenté), comporte une poulie rainurée 80 qui est agencée à l'extérieur du boîtier 48, et qui est coaxiale d'axe X1 avec l'arbre d'entraînement 12 dont l'extrémité libre avant 22 est guidée en rotation par la poulie 80 avec interposition d'un roulement à billes avant 82 agencé à l'intérieur de l'alésage axial 84 qui traverse le corps tubulaire 86 de la poulie 80 dont le tronçon avant est rainuré extérieurement 88 pour recevoir une courroie complémentaire 89.

Le tronçon arrière 90 du corps 86 de la poulie 80 est de diamètre réduit et il est monté à rotation dans le carter ou boîtier 48 par l'intermédiaire d'un roulement arrière à billes 92 qui est reçu dans un logement concave 94 formé dans une extrémité avant ouverte tubulaire 96 du carter ou boîtier 48.

La conception de la poulie 80 et des roulements 82 et 92 est telle que la poulie 80 est fixe axialement par rapport au carter 48 selon l'axe X1.

Le démarreur 10 comporte ainsi, d'arrière en avant, un empilage axial, d'axe X1, constitué du moteur électrique 16 avec son arbre d'induit 14, les deux réducteurs consécutifs 19 et 18, l'équipage mobile 28 à roue libre 30 et la poulie de sortie de mouvement 80.

La roue libre 30 forme l'équipage axial mobile 28 avec sa partie arrière tubulaire étagée 98 et le pignon avant 32 entre lesquels sont interposés notamment les éléments roulants 29 de la roue libre 30.

s La fourchette 70 du levier 66 agit sur la face arrière 100 de la partie 98 qui, dans sa position axiale arrière de repos représentée à la figure 1 est en appui axial, par son extrémité axiale annulaire arrière 102, contre un épaulement de l'arbre de sortie 12.

io Les déplacements axiaux vers l'avant de l'équipage mobile 28 avec son pignon avant 32 sont limités par une butée axiale avant 110 montée sur l'arbre 12 et bloquée en translation par un anneau élastique 112 monté dans une gorge 116 de l'arbre 12.

Selon cet état de la technique, pour constituer un mécanisme commandé d'accouplement en rotation, ou embrayage, avec le pignon denté 32, la partie arrière 90 de l'alésage interne 84 (de la poulie fixe axialement 80) est dentée intérieurement avec un groupe de dents 119 pour constituer une couronne dentée intérieurement 118 dans laquelle le pignon 32 avec ses dents complémentaires 120 peut pénétrer axialement d'arrière en avant sous l'action de l'effort appliqué à l'équipage mobile 28 par la fourchette 70.

Grâce au mécanisme d'accouplement 32-118, il est possible de désolidariser la poulie en rotation de la roue libre 30, et donc de l'arbre d'entraînement 12, qui ne fonctionne donc pas en continu pendant de très longues périodes de fonctionnement et dans un environnement très contraignant tel que celui d'un moteur thermique.

La roue libre 30 est de structure générale connue à galets cylindriques 29 du type couramment utilisé dans les démarreurs à pignon de sortie et dont les performances, les qualités et la fiabilité sont parfaitement connues et adaptées au contexte automobile. De plus, une telle roue libre ne nécessite qu'une lubrification réduite.

Le pignon 32 de sortie de mouvement de la roue libre, qui constitue l'élément d'entrée de mouvement du mécanisme commandé d'accouplement, comporte des dents 120 en saillie radialement vers l'extérieur réparties angulairement de manière s régulière.

Les dents 119 de la couronne dentée 118 de la poulie 80 sont complémentaires des dents 120 pour le crabotage de la roue libre 30 et de la poulie 80.

Lorsque l'alimentation du contacteur 62 est coupée, le io ressort 67 rappelle l'équipage mobile 28, par l'intermédiaire du levier 66, axialement vers l'arrière contre la butée de repos.

Lorsque le moteur thermique est démarré, la poulie 80 est entraînée en permanence en rotation une vitesse comprise entre 2.000 et 18.000 tours/minute qui est fonction du régime de rotation du moteur, et du rapport d'entraînement entre la poulie du vilebrequin et la poulie 80.

Lorsque l'embrayage d'accouplement 32, 118 est débrayé, seule la poulie 80 et les roulements 82 et 92 tournent en permanence. Les autres composants coaxiaux du démarreur 10 ne sont pas entraînés en rotation.

EXPOSE DE L'INVENTION Afin de remédier à ces inconvénients, l'invention propose un système de démarrage pour l'entraînement d'un moteur thermique de véhicule automobile par l'intermédiaire d'une courroie et d'au moins une poulie de démarrage qui est fixe axialement et qui est entraînée en rotation par un moteur électrique, comportant un arbre de sortie qui traverse axialement la poulie de démarrage et qui est entraîné en rotation par l'arbre d'induit du moteur électrique, dans lequel l'arbre de sortie porte un dispositif d'entraînement de la poulie de démarrage, le dispositif d'entraînement comportant un élément d'accouplement mobile axialement qui est monté vissé sur des cannelures hélicoïdales de l'arbre de sortie pour être déplacé axialement vers l'avant en direction de la poulie de démarrage, lorsque l'arbre de sortie tourne par rapport à l'élément mobile dans un premier sens de rotation, de manière à passer d'une position arrière de repos à s une position avant active d'accouplement en rotation avec une portion complémentaire la poulie de démarrage.

Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - le système comporte des moyens pour freiner ledit élément mobile en rotation et provoquer le passage de sa position io de repos à sa position active lors du démarrage du moteur électrique; - lesdits moyens de freinage comportent au moins un bras de freinage d'orientation radiale dont une première extrémité est liée en rotation à l'élément mobile, ou à une partie fixe par rapport à l'arbre d'induit du moteur, et dont la deuxième extrémité est en contact glissant avec une surface de freinage appartenant à une partie fixe en rotation par rapport à l'arbre d'induit du moteur, ou par rapport à l'élément mobile respectivement; - le bras de freinage est sollicité élastiquement en permanence en contact glissant avec ladite surface de freinage; - le bras de freinage est un bras déformable élastiquement qui est monté précontraint de manière que sa deuxième extrémité soit sollicitée élastiquement en permanence en contact glissant avec ladite surface de freinage; - un élément élastique de rappel sollicite axialement l'élément mobile vers l'arrière pour le rappeler vers sa position de repos; - l'élément élastique de rappel prend appui vers l'arrière sur un épaulement de l'élément mobile et vers l'avant sur une 3o surface d'appui appartenant à une partie fixe axialement par rapport à l'arbre de sortie; - ledit élément élastique de rappel est constitué par ledit bras de freinage déformable élastiquement qui est monté précontraint de manière que sa deuxième extrémité soit sollicitée élastiquement en permanence en appui axial sur ladite surface de freinage qui constitue ladite surface d'appui; - ledit bras de freinage appartient à une pièce de révolution de freinage comportant plusieurs bras radiaux analogues de 5 freinage; ladite pièce de révolution est un disque; - la surface de freinage est une surface tronconique; - la surface de freinage est une surface tronconique concave orientée axialement vers l'arrière qui appartient à une io partie fixe par rapport à l'arbre d'induit du moteur; - ledit élément mobile axialement est un galet prévu pour coopérer par friction avec une portée tronconique arrière complémentaire de la poulie de démarrage afin de l'entraîner en rotation; - le galet comporte une portée tronconique convexe orientée vers l'avant et qui est susceptible de coopérer avec une portée complémentaire tronconique concave de la poulie de démarrage qui est orientée axialement vers l'arrière; - ledit élément mobile axialement est un pignon denté prévu pour coopérer par engrènement avec une couronne dentée complémentaire de la poulie de démarrage afin de l'entraîner en rotation; - les dents dudit pignon sont formées dans une face annulaire avant du pignon, et les dents de ladite couronne dentée sont formées dans une face annulaire arrière de la poulie de démarrage; - ladite face annulaire est une face tronconique dont l'angle est compris entre 30 et 90 degrés; - le profil de chaque dent est dissymétrique par rapport à un plan axial passant par l'arête sommitale de la dent qui délimite un flanc menant pour la transmission du couple moteur à la poulie de démarrage, et un flanc mené de la dent - le moteur électrique est alimenté par un relais dont une bobine de commande est actionnée par une clé de contact; - le relais produit un démarrage progressif en abaissant temporairement la tension d'alimentation du moteur électrique, notamment par hachage du courant d'alimentation.

s BREVE DESCRIPTION DES FIGURES

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale partielle d'un démarreur selon l'état de la technique non encore publié dont l'équipage mobile est illustré en position arrière de repos; - la figure 2 est une vue analogue à celle de la figure 1 qui is illustre un premier mode de réalisation de l'invention selon lequel l'élément mobile d'accouplement est un galet d'entraînement par friction de la poulie de démarrage; - la figure 3 est une vue de détail à plus grande échelle de la partie avant (de gauche) de la figure 2; - les figures 4 et 5 sont des vues à grande échelle qui illustrent, en section axiale et en bout, l'élément mobile d'accouplement d'un deuxième mode de réalisation de l'invention qui est un pignon d'entraînement par engrènement de la poulie de démarrage.

DESCRIPTION DETAILLEE DES FIGURES

Dans la suite de la description une orientation d'avant en arrière sera utilisée, elle correspond à l'orientation de gauche à 30 droite conformément à la figure 1.

Dans la description, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires.

On va maintenant décrire, en relation avec les figures 2 et 3, un premier mode de réalisation d'un système de démarrage 10 réalisé conformément aux enseignements de l'invention.

Le système 10 est représenté à la figure 2 dans une position axiale arrière de repos dans laquelle la poulie de démarrage 80 est libre en rotation.

On ne décrira pas ici les pièces identiques à celles qui ont été décrites en relation avec la figure 1.

Comme on peut le voir aux figures 2 et 3, 'arbre de sortie io 12 se différencie en plusieurs points de l'arbre de sortie 12 de la figure 1.

Tout d'abord, le tronçon avant 22 de l'arbre du démarreur s'étend axialement à travers le corps tubulaire 86 de la poulie 80, axialement vers l'avant, au-delà de la face transversale avant gauche 87 de celle-ci, de façon que son tronçon d'extrémité libre 23 soit reçu à rotation, avec interposition radiale d'une série d'aiguilles 200 de roulement, dans un alésage borgne 202 d'un nez 204 qui appartient à un prolongement axial ou bras 206 de la partie avant gauche du carter 48.

Ainsi, l'arbre 12 de sortie de mouvement ne s'étend plus en porte-à-faux avec la poulie 80.

La poulie 80 est montée folle en rotation sur le tronçon avant 22 de l'arbre 12 de sortie de mouvement, avec interposition d'une paire de roulement à billes avant 82. Le montage de la poulie 80 avec ses roulements 82 est tel que la poulie est immobilisée axialement le long de l'arbre 12.

L'équipage mobile axialement 28 ne comporte notamment pas de roue libre 30 et il est essentiellement constitué, selon ce premier mode de réalisation, par un galet d'accouplement par friction qui sera ainsi lui aussi désigné par la référence 28.

Le galet 28 est globalement en forme de disque épais axialement de manière que la partie centrale radialement interne de son corps massif 208 en forme de disque épais délimite un alésage interne 210 comportant des cannelures internes io hélicoïdales 212 complémentaires des cannelures hélicoïdales 35 du tronçon cannelé 34 de l'arbre de sortie de mouvement 12.

Ainsi, le galet 28 peut être entraîné en rotation par l'arbre 12, par coopération des cannelures complémentaires 35-212, et il peut aussi se déplacer axialement, selon une course limitée, par rapport au tronçon cannelé 34, et donc par rapport à l'arbre 12-22 et la poulie 80 qui est fixe axialement par rapport au tronçon 22, et donc enfin par rapport au tronçon cannelé 34 de l'arbre 12.

La course axiale relative du galet 28 par rapport à l'arbre io 12, c'està-dire par rapport au tronçon cannelé 34, est délimitée axialement vers l'arrière, dans la position arrière de repos illustrée aux figures 2 et 3, par la venue en butée de son extrémité axiale arrière 214 contre l'épaulement radial avant correspondant en vis-à-vis de l'arbre 12, et axialement vers l'avant par la venue en contact ou appui axial de sa face de périphérique tronconique avant 216 qui est conformée avec un profil tronconique convexe complémentaire du profil tronconique concave correspondant 218 qui est formé à cet effet dans la face latérale transversale arrière 85 du corps tubulaire 86 de la poulie 80.

Bien entendu, la longueur des cannelures 35 est supérieure à l'épaisseur axiale de la partie centrale du corps 208 du galet 28 de manière à permettre cette course active axiale du galet 28 dans les deux sens le long du tronçon cannelé 34-35.

Il est prévu des moyens de rappel élastique en position axiale arrière de repos du galet 28 et des moyens de freinage en rotation du galet 28 peut par rapport à une partie fixe en rotation par rapport à l'arbre 12 sont ici réalisés sous la forme d'un composant unique 220 qui est par exemple un disque métallique 220 en matériau déformable élastiquement.

Le disque 220 s'étend globalement dans un plan radial perpendiculaire à l'axe X1.

La partie centrale 222 c'est-à-dire radialement interne, est avantageusement fixée au galet de friction 28, tandis que sa partie périphérique 224 c'est-à-dire radialement externe, est libre en rotation et est susceptible de coopérer par frottement avec une partie fixe 232.

Plus précisément, la partie centrale 222 est fixée s axialement en appui vers l'avant contre la face transversale arrière 228 du corps 208 du galet 28 de, ici par exemple par des rivets est ou des vis dont les têtes 230 constituent des épaulements contre lesquelles la partie centrale 222 du disque 220 de rappel élastique du galet 28 est en appui axialement vers lo l'arrière tandis que sa partie périphérique 224 est en appui axial permanent vers l'avant contre une surface d'appui et de freinage 232 qui est ici de forme tronconique concave et qui est orientée axialement vers l'arrière.

La surface d'appui et de freinage 232 est formée 15 intérieurement dans une partie 234 en forme de couronne du carter 48.

De manière à assurer un contact d'appui et de freinage, en position montée du disque 220 et de l'ensemble des autres composants, la partie périphérique 224 du disque 220 présente un profil incurvé dont la convexité est orientée vers l'avant en regard de la surface d'appui et de freinage tronconique concave 232.

Ainsi, comme on peut le voir aux figures 2 et 3 sur lesquelles le disque 220 est représenté en coupe par un plan axial, sous la forme de deux bras d'orientation radiale et diamétralement opposés, le disque 220 exerce en permanence, d'une part, un effort élastique de rappel axial du galet 28 vers l'arrière et, d'autre part, un contact par frottement de freinage de sa périphérie 224 sur la surface d'appui et de freinage fixe 232.

En effet, toute rotation relative du disque 220 par rapport à la surface 232 autour de l'axe X1 génère des efforts de frottement entre la partie périphérique 224 et la surface concave tronconique 232, c'est-à-dire des efforts tendant à ralentir la rotation relative du galet 28 par rapport au carter 48, et donc rapport à l'arbre de sortie de mouvement du 12.

On constate que la conception du galet 28 avec son disque 220 de rappel élastique et de freinage qui lui est lié en translation axiale et en rotation, est particulièrement compact, fait appel à un nombre très réduit de composants et est donc d'un poids très s réduit et constitue un équipage mobile très facile à assembler puis à monter avec les autres composants du système de démarrage 10.

Conformément aux enseignements de l'invention, le galet 28 mobile axialement, avec la poulie de démarrage 80 constituent des moyens d'accouplement débrayables de manière à rendre la poulie 80 de démarrage solidaire en rotation de l'arbre 12 de sortie de mouvement du motoréducteur 16-18-19, et de manière à désolidariser la poulie 80 en rotation des autres composants et du système de démarrage 10 lorsque le moteur thermique a démarré, le motoréducteur étant alors au repos.

L'embrayage proprement dit, c'est-à-dire l'accouplement en rotation, ne nécessite aucun actionneur tel qu'un électroaimant, l'énergie provoquant le déplacement axial vers l'avant du galet 28 de mobile axialement étant fournie par la rotation proprement dite de l'arbre 12 avec son tronçon cannelé 34.

Le débrayage, c'est-à-dire le désaccouplement en rotation, résulte de la rotation de la poulie 80, lorsque le moteur thermique a démarré, dont la vitesse est alors plus rapide que celle de l'arbre de sortie 12, la force de propulsion axiale développée par les cannelures hélicoïdales complémentaires intervenant alors pour "débloquer" l'accouplement en rotation et permettre le retour du galet 28 axialement vers l'arrière vers sa position de repos sous l'action du disque 220 de rappel élastique.

La surface tronconique concave 232 peut avantageusement être constituée par une rondelle rapportée 233, ce qui permet de choisir le matériau qui la constitue notamment en fonction de son coefficient de frottement et de sa résistance à l'usure.

De même, comme on peut voir notamment aux figures 2 et 3, le galet de friction 28 peut être réalisé en deux parties, c'est-à- dire que sa partie périphérique radialement extérieure 209 comportant sa portée tronconique convexe de friction 216 peut être réalisée dans un matériau différent de celui de la partie centrale du corps.

Le corps 208 est ainsi réalisé en un matériau présentant un coefficient de frottement bas par rapport aux cannelures hélicoïdales 35 du tronçon cannelé 34.

A titre d'exemple, le corps 208 est par exemple en acier, tandis que sa couronne périphérique 209 est réalisée à base de silicone et de préférence à base d'un matériau dont le coefficient de frottement est élevé par rapport à celui dans lequel est réalisée la portée tronconique arrière concave 218 de la poulie 80 qui peut être réalisée venue de matière dans le même matériau que celui du corps de la poulie 80 ou sous la forme d'une portion rapportée réalisée dans un autre matériau dont le coefficient de frottement est plus aisément choisi.

L'angle d'inclinaison des cannelures complémentaires est par exemple compris entre 30 et 80 degrés.

Le corps central 208 du galet 28 peut être en acier avec un traitement de surface des cannelures de type nitruration, nickelage ou tout autre revêtement ou traitement facilitant le glissement.

La couronne périphérique externe 209 du galet 28 est par exemple une résine phénolique chargée de fibres métalliques et de fibres minérales et elle peut être réalisée par surmoulage sur le corps central 208 qui est alors pourvu à cet effet de moyens d'accrochage garantissant une bonne liaison en rotation et en translation axiale.

L'angle au sommet du cône des portées tronconiques 216- 218 est par exemple compris entre 25 et 70 degrés et le diamètre moyen des portées 216-218 est compris entre 25 et 60 mm (En variante des surfaces tronconiques on peut prévoir des surfaces de frottement complémentaires de révolution telles que par exemple des tronçons de sphères).

De manière connue, le branchement électrique du système de démarrage est alimenté par la batterie d'accumulateurs du véhicule par l'intermédiaire d'un relais qui est commandé par la fermeture d'une clé de contact ou d'un système analogue.

Ainsi, la fermeture de la clé de contact provoque la mise en rotation de l'induit ou rotor du moteur électrique 16, et donc de l'arbre 12 qui lui est associé en rotation à travers les deux trains épicycloïdaux 18 et 19.

Dans la mesure où, d'une part, le couple de vissage du corps central 208 du galet 28 sur le tronçon cannelé 34 de l'arbre est inférieur au couple de frottement de la partie périphérique 224 du disque 220 et dans la mesure où, d'autre part, la force axiale orientée vers l'avant résultant du couple de vissage du galet 28 est supérieure à la force axiale résultant de l'action de rappel élastique du disque 220, le galet 28 est propulsé à axialement vers l'avant grâce à une orientation convenable des cannelures hélicoïdales complémentaires.

Le déplacement axial vers l'avant du galet de friction 28 se poursuit jusqu'à ce que sa portée tronconique convexe 216 vienne en contact et en appui axial contre la portée concave 218 de la poulie 80.

Sous l'effet du couple résistant du moteur thermique qui s'oppose à sa mise en rotation, le moteur électrique 16 développe un couple C qui crée une force de pression axiale Fa de la portée tronconique convexe 216 du galet 28, vers l'avant, et ceci de façon sensiblement proportionnelle au couple C. Cette force axiale Fa se décompose en une force de contact dont la valeur dépend de l'angle du cône des portées tronconiques complémentaires concave et convexe 216-218.

II en résulte des forces tangentielles de friction entre les surfaces de ces deux portées qui créent un couple de friction Cf qui est proportionnel au couple C du motoréducteur 16-18-19 et au coefficient de frottement entre les deux portées 216-218.

Il suffit ainsi de déterminer les dimensions des différents composants et les coefficients de frottement de manière que le couple Cf soit supérieur au couple du motoréducteur 16-18-19.

Cf étant proportionnel à c, il est toujours possible de transmettre sans patinage un couple par le mécanisme d'embrayage que constitue le galet 28 avec la poulie 80, et ainsi de provoquer le démarrage du moteur thermique.

Après le démarrage du moteur thermique, sous l'effet de la friction sur la poulie, le galet 28 mobile axialement, par effet de vissage sur les cannelures 35, a tendance à être propulsé axialement vers l'arrière contre sa butée de repos et, en conséquence, à "annuler" l'effort axial de pression entre les deux portées tronconiques.

Seul subsiste alors l'effort axial dû au couple de frottement du disque 220. Il en résulte que le couple résiduel transmis de la poulie vers le motoréducteur 16-18-19 est alors très faible et est incapable d'entraîner le moteur électrique 16 en survitesse. Le système fonctionne ainsi alors "en roue libre" et le motoréducteurl6 -18-19 est protégé contre toute survitesse.

Puis, lorsque l'alimentation électrique du moteur électrique 16 est interrompue, l'arrêt de la rotation du moteur fait disparaître le couplede frottement sur le disque 220 et la force axiale correspondante s'annule.

Seule demeure la force axiale de rappel élastique du au 25 disque 220 qui ramène le galet 28 axialement vers l'arrière dans sa position de repos.

Ainsi, tout contact entre les portées tronconiques 216-218 est supprimé.

La poulie 80 est à nouveau folle en rotation par l'intermédiaire des roulements 82 qui sont dimensionnés de manière que leur durée de vie soit compatible avec celle du moteur thermique.

Bien entendu, le disque 220 peut être réalisé sous forme discontinue c'est à dire être constitué par une série de bras d'orientation radiale répartis angulairement de manière régulière et qui sont reliés entre eux par leurs extrémités radialement interne et/ou par leurs extrémités périphériques radialement externes, à la manière d'un diaphragme d'embrayage.

s Sans sortir du cadre de l'invention et de ce premier mode de réalisation à transmission de couple par friction, notamment lorsque les couples de démarrage à transmettre à la poulie doivent être très importants, et/ou lorsque l'on souhaite équilibrer les efforts axiaux sur celle-ci ou frottement, il est possible d'adopter une conception analogue à celle qui est décrite et représentée dans le document WO-A-01/11.232 selon laquelle les moyens d'entraînement par friction comportent alors deux galets ou couronnes tronconiques opposées arrière et avant qui coopèrent avec des portées tronconiques concaves 1s complémentaires formées dans les deux faces latérales opposées 85, 87 de la poulie 80 et qui se déplacent en opposition par effet de vissage sur des cannelures ou des filetages de sens opposés.

Dans le deuxième mode de réalisation illustré aux figures 4 et 5, le galet 28 et la poulie 80 sont dentés de manière complémentaire.

Ainsi le galet 28 se présente sous la forme d'un pignon dont la face avant tronconique convexe comporte une série de dents 120, tandis que la face latérale arrière 85 du corps 86 de la poulie 80, non représentée, comporte une portée tronconique concave dentée avec des dents complémentaires non représentées pour constituer une couronne dentée complémentaire non représentée qui, avec le pignon 28, constitue un dispositif d'accouplement par engrènement.

Ainsi, l'axe général des dents 120 est incliné par rapport à 30 l'axe X1 d'un angle alpha (voir figure 4) qui peut être compris entre 0 et 90 .

Cependant, une valeur trop faible de l'angle alpha d'inclinaison des dents 120 rend difficile l'engagement axial des dentures complémentaires 120 et 119.

Ainsi, l'angle alpha est de préférence compris entre 30 et 90 degrés qui sont les valeurs les plus favorables pour l'engagement des dentures.

En vue de face ou en bout depuis l'extrémité axiale avant du pignon (voir figure 5), on constate que le profil des dents 120 est de préférence dissymétrique par rapport à un plan axial PV passant par l'arête sommitale 236 de la dent 120.

Ainsi, les angles d'inclinaison bêta du flanc menant 238 et l'orientation gamma du flanc mené 240, par rapport au plan PV, io sont différents.

La flanc menant 238 qui assure la transmission du couple présente le profil le plus incliné, l'angle bêta étant de préférence compris entre 0 et 30 degrés.

De cette façon, la composante axiale résultant des pressions de contact est avantageusement d'autant plus réduite que l'angle bêta est aigu car la composante axiale qui s'exerce s'oppose au plein engagement des dentures l'une contre l'autre et, si la force axiale induite par les cannelures hélicoïdales n'est pas suffisante, il pourrait se produire un désengagement parasite empêchant alors un démarrage correct et provoquant des dommages aux dentures.

Afin de se prémunir contre ce risque, on pourra adopter un angle bêta négatif jusqu'à -30 degrés.

Le flanc 240 mené opposé, servant au désengagement des dentures en roue libre, est moins incliné, car il s'agit ici de privilégier la composante axiale d'éjection du pignon hors de la couronne, l'angle gamma étant de préférence compris entre 30 et 90 degrés.

Comme dans le premier mode réalisation, un organe élastique de rappel du pignon 28 est prévu pour le solliciter axialement vers l'arrière en position axiale de repos non engagée avec la poulie 80.

Bien entendu, le corps central 208 du galet-pignon 28 comporte des cannelures hélicoïdales internes 212.

Claims (20)

REVENDICATIONS

1. Système de démarrage (10) pour l'entraînement d'un moteur thermique de véhicule automobile par l'intermédiaire d'une courroie (89) et d'au moins une poulie de démarrage (80) qui est fixe axialement et qui est entraînée en rotation par un moteur électrique (16), comportant un arbre de sortie (12) qui traverse axialement la poulie de démarrage (80) et qui est entraîné en rotation par l'arbre d'induit (14) du moteur électrique (16), dans lequel l'arbre de sortie (12) porte un dispositif d'entraînement (28) lo de la poulie de démarrage (80), le dispositif d'entraînement comportant un élément d'accouplement (28) mobile axialement qui est monté vissé sur des cannelures hélicoïdales (35) de l'arbre de sortie (12, 34) pour être déplacé axialement vers l'avant en direction de la poulie de démarrage (80), lorsque l'arbre de sortie (12) tourne par rapport à l'élément mobile (28) dans un premier sens de rotation, de manière à passer d'une position arrière de repos à une position avant active d'accouplement en rotation avec une portion complémentaire (216) la poulie de démarrage (80).

2. Système de démarrage selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (220) pour freiner ledit élément mobile (28) en rotation et provoquer le passage de sa position de repos à sa position active lors du démarrage du moteur électrique (16).

3. Système de démarrage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdits moyens de freinage comportent au moins un bras de freinage (220) d'orientation radiale dont une première extrémité (222) est liée en rotation à l'élément mobile (28), ou à une partie fixe par rapport à l'arbre d'induit du moteur, et dont la deuxième extrémité est en contact glissant avec une surface (232) de freinage appartenant à une partie (234) fixe en rotation par rapport à l'arbre d'induit du moteur, ou par rapport à l'élément mobile respectivement.

4. Système de démarrage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le bras de freinage (220) est sollicité élastiquement en permanence en contact glissant avec ladite surface de freinage (232).

5. Système de démarrage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le bras de freinage (220) est un bras déformable élastiquement qui est monté précontraint de manière que sa deuxième extrémité (224) soit sollicitée élastiquement en permanence en contact glissant avec ladite surface de freinage (232).

6. Système de démarrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un élément élastique de rappel (220) sollicite axialement l'élément mobile (28) vers l'arrière pour le rappeler vers sa position de repos.

7. Système de démarrage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'élément élastique de rappel (220) prend appui vers l'arrière sur un épaulement (230) de l'élément mobile (28) et vers l'avant sur une surface d'appui (232) appartenant à une partie (234) fixe axialement par rapport à l'arbre de sortie (12).

8. Système de démarrage selon la revendication précédente prise en combinaison avec la revendication 5, caractérisé en ce que ledit élément élastique de rappel est constitué par ledit bras de freinage déformable élastiquement (220) qui est monté précontraint de manière que sa deuxième extrémité (224) soit sollicitée élastiquement en permanence en appui axial sur ladite surface de freinage (232) qui constitue ladite surface d'appui.

9. Système de démarrage selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que ledit bras de freinage appartient à une pièce de révolution de freinage (220) comportant plusieurs bras radiaux analogues de freinage.

10. Système de démarrage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite pièce de révolution est un disque (220).

11. Système de démarrage selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la surface (232) de freinage est une surface tronconique.

12. Système de démarrage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la surface de freinage (232) est une surface tronconique concave orientée axialement vers l'arrière qui appartient à une partie (234) fixe par rapport à l'arbre d'induit du moteur.

13. Système de démarrage selon l'une quelconque des io revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit élément mobile axialement (28, 212) est un galet prévu pour coopérer par friction avec une portée tronconique arrière complémentaire (214) de la poulie de démarrage (80) afin de l'entraîner en rotation.

14. Système de démarrage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le galet (28) comporte une portée tronconique convexe (212) orientée vers l'avant et qui est susceptible de coopérer avec une portée complémentaire tronconique concave (214) de la poulie de démarrage (80) qui est orientée axialement vers l'arrière.

15. Système de démarrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que ledit élément mobile axialement (28) est un pignon denté prévu pour coopérer par engrènement avec une couronne dentée complémentaire de la poulie de démarrage (80) afin de l'entraîner en rotation.

16. Système de démarrage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les dents (120) dudit pignon sont formées dans une face annulaire avant du pignon, et en ce que les dents de ladite couronne dentée sont formées dans une face annulaire arrière de la poulie de démarrage (80).

17. Système de démarrage selon l'une des revendications 15 ou 16, caractérisé en ce que ladite face annulaire est une face tronconique dont l'angle est compris entre 30 et 90 degrés.

18. Système de démarrage selon l'une quelconque des revendications 15 à 17, caractérisé en ce que le profil de chaque dent (120) est dissymétrique par rapport à un plan axial (PV) passant par l'arête sommitale (236) de la dent qui délimite un flanc menant (238) pour la transmission du couple moteur à la poulie de démarrage, et un flanc mené (240) de la dent.

19. Système de démarrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moteur électrique (16) est alimenté par un relais dont une bobine de commande est actionnée par une clé de contact.

20. Système de démarrage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le relais produit un démarrage progressif en abaissant temporairement la tension d'alimentation du moteur électrique (16), notamment par hachage du courant d'alimentation.