Machine électrique tournante destinée à être montée sur un véhicule automobile

La présente invention concerne notamment une machine électrique tournante destinée à être montée sur un véhicule automobile.

La machine est notamment un démarreur, en particulier un démarreur du type à pignon sortant.

Le brevet US 6 169 333 décrit un exemple d'un tel démarreur à pignon sortant. Ce démarreur comporte un arbre à une extrémité duquel est fixé un pignon. Celui- ci s'étend à l'extérieur du carter du démarreur. Le carter comporte à l'arrière un palier définissant une cavité pour recevoir une portion arrière de l'arbre.

Il est par ailleurs connu de réaliser un calage axial de l'arbre à l'aide d'une pièce de maintien telle qu'un circlips.

L'invention vise notamment à simplifier l'assemblage d'une machine électrique tournante, notamment un démarreur, au niveau d'un arbre rotatif.

L'invention a ainsi pour objet une machine électrique tournante destinée à être montée sur un véhicule automobile, comportant :

- un carter pourvu d'une ouverture,

- un arbre rotatif comportant une portion arrière notamment s'étendant à travers l'ouverture du carter,

- un capot agencé pour obturer sensiblement l'ouverture du carter, la machine étant caractérisée par le fait que le capot est porté par ladite portion arrière de l'arbre.

L'invention permet notamment de simplifier l'assemblage de la machine car le capot peut être mis en place simplement sur l'arbre, sans fixation sur un palier de la machine, par exemple par vissage.

Le capot sert à obturer l'ouverture du carter, de manière parfaitement étanche ou non.

Le capot peut être porté par l'arbre de manière à ce que ce capot tourne avec l'arbre lorsque celui-ci est en rotation. En variante, le capot ne tourne pas avec l'arbre.

Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, le capot peut s'étendre entièrement à l'extérieur du carter.

Le cas échéant, le capot peut être dépourvu de contact radial avec le carter.

De préférence, le maintien du capot sur le carter nécessite la présence de la portion arrière de l'arbre, c'est-à-dire sans cette portion arrière de l'arbre le capot ne peut pas être retenu contre le carter. Avantageusement la machine comporte un organe de calage agencé pour être fixé sur la portion arrière de l'arbre et venir en appui sur le carter de manière à s'opposer à un déplacement axial de l'arbre vers l'avant de la machine.

L'organe de calage est notamment agencé pour pouvoir être placé sur l'arbre sans être déformé élastiquement, à la différence par exemple d'un circlips. De préférence, l'organe de calage comporte un orifice agencé pour permettre son introduction sur la portion arrière de l'arbre et son maintien sur cette portion.

La portion arrière de l'arbre comporte avantageusement une rainure et l'orifice de l'organe de calage comporte une première région agencée pour permettre le passage de la portion arrière de l'arbre, et une deuxième région adjacente à la première et agencée pour permettre d'engager une portion de l'organe de calage adjacente à cette deuxième région dans la rainure de la portion arrière de l'arbre de manière à assurer le maintien de l'organe de calage sur l'arbre.

Le positionnement de l'organe de calage sur l'arbre est effectué en insérant d'abord l'arbre à travers la première région de l'orifice puis en translatant l'organe de calage de manière à amener la portion arrière de l'arbre dans la deuxième région de l'orifice.

Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, l'une au moins des première et deuxième régions de l'orifice présente un pourtour sensiblement en arc de cercle. La superficie de la première région est supérieure à celle de la deuxième.

En variante, l'une au moins de ces régions présente un pourtour ayant une forme différente d'un arc de cercle, ayant par exemple une forme en ovale ou en portion de polygone.

Avantageusement l'organe de calage présente un pourtour extérieur sensiblement circulaire, et la première région de l'orifice est excentrée par rapport à un centre de l'organe de calage.

En variante, l'organe de calage est un circlips ayant la forme d'une bague fendue, agencé pour être mis en place sur l'arbre.

Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, le capot est agencé pour être fixé, notamment par encliquetage, sur l'organe de calage, notamment via au moins une portion périphérique de l'organe de calage.

L'assemblage du capot avec l'organe de calage peut ainsi être relativement simple.

Le capot n'est pas directement fixé sur la portion arrière de l'arbre, mais par l'intermédiaire de l'organe de calage.

L'organe de calage et le capot forment un ensemble permettant à la fois un calage axial de l'arbre et l'obturation de l'ouverture arrière du carter.

Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, l'organe de calage comporte une portion périphérique formant une collerette, notamment annulaire, et le capot comporte sur sa surface intérieure une gorge, notamment annulaire, permettant d'y engager la collerette de l'organe de calage lorsque le capot est fixé, notamment par encliquetage, sur l'organe de calage.

La collerette s'étend par exemple dans un plan décalé suivant une translation, par rapport à un plan d'une portion centrale de l'organe de calage. Avantageusement, le capot comporte sur sa surface intérieure au moins une portion en relief, notamment une jupe annulaire, agencée pour s'engager sur la portion arrière de l'arbre lorsque le capot est fixé sur l'organe de calage.

Cette portion en relief, notamment la jupe annulaire, permet d'empêcher une translation accidentelle de l'organe de calage dans le sens de son désengagement de l'arbre.

Autrement dit, la mise en place du capot sur l'organe de calage permet le verrouillage de celui-ci sur l'arbre.

Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, la fixation de l'organe de calage et du capot sur l'arbre est indémontable. L'organe de calage est par exemple réalisé en métal traité et le capot en matière plastique, chargé ou non, par exemple en polyamide (PA).

Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, la machine est un démarreur de véhicule automobile, notamment du type comportant un organe d'entraînement tel qu'un pignon, s'étendant à l'avant en dehors d'un carter du démarreur.

L'invention a encore pour objet un organe de calage agencé pour coopérer avec une portion arrière d'un arbre rotatif d'une machine électrique tournante, notamment une machine telle que définie ci-dessus, la portion de l'arbre comportant une rainure, l'organe de calage étant caractérisé par le fait qu'il comprend un orifice comportant une première région agencée pour permettre le passage de la portion arrière de l'arbre, et une deuxième région adjacente à la première et agencée pour permettre d'engager une portion de l'organe de calage adjacente à cette deuxième région dans la rainure de la portion arrière de l'arbre de manière à assurer le maintien de l'organe de calage sur l'arbre. L'invention a également pour objet une machine électrique tournante destinée à être montée sur un véhicule automobile, comportant :

- un carter pourvu d'une ouverture,

- un arbre rotatif comportant une portion arrière s'étendant à travers l'ouverture du carter, cette portion comportant une rainure, - un organe de calage comprenant un orifice comportant une première région agencée pour permettre le passage de la portion arrière de l'arbre, et une deuxième région adjacente à la première et agencée pour permettre d'engager une portion de l'organe de calage adjacente à cette deuxième région dans la rainure de la portion arrière de l'arbre de manière à assurer le maintien de l'organe de calage sur l'arbre,

- un capot agencé pour obturer sensiblement l'ouverture du carter, le capot étant fixé, notamment à l'aide de vis, sur le carter.

L'invention a encore pour objet un procédé pour monter un arbre sur une machine électrique tournante telle que définie ci-dessus, le procédé comportant les étapes suivantes :

- placer l'organe de calage sur la portion arrière de l'arbre en engageant cette portion de l'arbre à travers la première région de l'orifice,

- déplacer l'organe de calage de manière à amener la portion arrière de l'arbre dans la deuxième région de l'orifice de l'organe de calage, - fixer, notamment par encliquetage, le capot sur l'organe de calage.

L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples de mise en œuvre non limitatifs de l'invention, et à l'examen du dessin annexé, sur lequel :

- les figures 1 à 4 représentent, schématiquement et partiellement, en perspective, différents éléments à l'arrière d'un démarreur conforme à l'invention, à différentes étapes de l'assemblage,

- la figure 5 représente, schématiquement et partiellement, en coupe axiale, le démarreur correspondant à l'étape de la figure 3,

- la figure 6 représente, schématiquement et partiellement, en perspective, l'arrière d'un démarreur selon un autre exemple de mise en œuvre de l'invention, et

- la figure 7 représente, schématiquement et partiellement, en coupe, le démarreur de la figure 6.

On a représenté sur la figure 1 différents éléments d'une machine électrique tournante 1 formée, dans l'exemple considéré, par un démarreur de véhicule automobile.

Ce démarreur est notamment un démarreur de type à pignon sortant, à savoir comportant à l'avant un pignon s'étendant en dehors du carter du démarreur et servant à entraîner un moteur thermique du véhicule.

Le démarreur 1 représenté sur la figure 1 comporte un carter 2 pourvu d'une ouverture arrière 3, et un arbre rotatif 4 d'axe X comprenant une portion arrière 5 s'étendant à travers l'ouverture 3.

Le carter 2 comporte une face arrière 7, sensiblement circulaire, comprenant une portion centrale surélevée 8, de forme circulaire, sur laquelle débouche l'ouverture 3. En variante, la face arrière 7 peut être dépourvue de portion centrale surélevée 8.

Une pièce 9 formant un passe-fil est fixée sur le carter 2 pour permettre le passage d'un élément conducteur 10 assurant la liaison électrique vers un contacteur, non représenté, appartenant à la machine 1.

La face arrière 7 du carter 2 est réalisée par exemple en tôle métallique.

Comme illustré sur la figure 5, le carter 2 comporte un retour 12 de forme cylindrique d'axe X s'étendant en direction de l'intérieur du carter 2, ce retour étant réalisé par exemple par emboutissage de la face arrière 7. En variante, le retour 12 peut être formé par une pièce rapportée sur le carter 2.

Le retour 12 débouche sur l'ouverture 3 et l'arbre 4 s'engage à travers ce retour 12.

Un coussinet 14 est interposé entre l'arbre 4 et le retour 12.

Dans une variante non représentée, le coussinet peut être remplacé par une douille à aiguilles par exemple.

Une rondelle de calage 15 est placée entre le coussinet 14 et un épaulement 17 de l'arbre 4.

La portion arrière 5 de l'arbre 4 comporte une rainure annulaire 20 s'étendant perpendiculairement à l'axe X. Dans l'exemple considéré, la rainure 20 comprend deux faces en regard sensiblement planes 21 , comme on peut le voir la figure 5.

Le calage axial de l'arbre 4 afin de l'empêcher de se déplacer vers l'avant du démarreur 1 est réalisé à l'aide d'un organe de calage 23 et un capot 24.

L'organe de calage 23 présente sensiblement une forme de disque et est traversé par un orifice 26 ayant un pourtour entièrement fermé.

L'orifice 26 comporte une première région 28 agencée pour permettre le passage de la portion arrière 5 de l'arbre 4, et une deuxième région 29 adjacente à la première 28 et agencée pour permettre d'engager une portion 30 de l'organe de calage 23 adjacente à cette deuxième région 29 dans la rainure 20 de la portion arrière 5 de l'arbre 4 de manière à assurer le maintien de l'organe de calage 23 sur l'arbre 4.

Dans l'exemple illustré, les première 28 et deuxième 29 régions de l'orifice 26 présentent chacune un pourtour en arc de cercle, le diamètre de la première région 28 étant supérieur à celui de la deuxième région 29. Dans une variante non illustrée, l'une de ces régions 28 et 29 peut présenter un pourtour en portion de polygone.

La deuxième région 29 est centrée sur l'axe X de l'arbre 4 tandis que la première région 28 est excentrée par rapport à cet axe X.

Le positionnement de l'organe de calage 23 sur l'arbre 4 est effectué en insérant d'abord l'arbre 4 à travers la première région 28 de l'orifice 26 puis en translatant l'organe de calage 23 de manière à amener la portion arrière 5 de l'arbre 4 dans la deuxième région 29 de l'orifice 26, comme on peut le voir sur les figures 2 et 3. La portion 30 de l'organe de calage 23 est alors prise dans la rainure annulaire 20 de l'arbre. En variante, l'organe de calage 23 peut comporter un orifice présentant un pourtour ouvert, par exemple en forme de U.

L'organe de calage 23 comporte une portion centrale 31 sur laquelle est réalisé l'orifice 26, et une portion périphérique 32 sous la forme d'une collerette s'étendant dans un plan décalé axialement par rapport au plan de la portion centrale 31. L'organe de calage 23 est réalisé par exemple en métal traité.

Le capot 24 comporte une paroi de fond 35 sensiblement plane se prolongeant à sa périphérie par une paroi annulaire 36 perpendiculaire à la paroi de fond 35.

La paroi annulaire 36 comporte sur sa surface intérieure une gorge annulaire 37 agencée pour coopérer avec la collerette 32 de l'organe de calage en vue de permettre une fixation par encliquetage du capot 24 sur l'organe de calage 23.

Comme illustré sur la figure 5, la paroi annulaire 36 comporte à son extrémité libre un bord intérieur biseauté 38 permettant de faciliter l'engagement de la collerette 32 dans la gorge 37 du capot 24.

Le capot 24 comporte en outre, au centre, une portion en relief sous la forme d'une jupe annulaire 39 coaxiale à la portion annulaire 36 et entourée par celle-ci.

La hauteur de la jupe 39 est inférieure à celle de la paroi annulaire 36.

Le capot 24 est réalisé par exemple par moulage d'une matière plastique telle que le PA.

La jupe 39 s'engage sur la portion arrière 5 de l'arbre 4 lorsque le capot 24 est fixé sur l'organe de calage 23 de sorte que l'organe de calage 23 ne puisse pas se déplacer dans un plan transversal perpendiculaire à l'axe X.

Autrement dit, le capot 24 permet de verrouiller la mise en place de l'organe de calage 23 sur l'arbre 4.

En fin de montage, le capot 24 masque l'organe de calage 23 et obture l'ouverture 3 du carter 2, comme on peut le voir sur la figure 4.

Le capot 24 peut éventuellement permettre une obturation étanche de l'ouverture 3.

L'un au moins de l'organe de calage 23 et du capot 24 peut éventuellement tourner avec l'arbre 4 lorsque la force de friction entre cet ensemble et l'arbre 4 est suffisante.

En variante, l'un au moins de l'organe de calage 23 et du capot 24 peut être en appui avec un frottement suffisant sur la face 7 de manière à ce que ce ou ces éléments 23 et/ou 24 ne tournent pas avec l'arbre 4.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de mise en œuvre qui vient d'être décrit.

La jupe annulaire 39 du capot 24 peut, le cas échéant, être remplacée par exemple par une pluralité de dents disposées suivant une surface cylindrique.

La paroi annulaire 36 quant à elle peut être remplacée, si on le souhaite, par une pluralité de pattes d'encliquetage.

L'organe de calage 23 peut comporter, à la place de la collerette 32, une pluralité de pattes pouvant s'engager dans la gorge 37 du capot 24.

Dans certaines applications, il est possible de prévoir une fixation directe du capot 24 sur l'arbre, sans utilisation de l'organe de calage 23. A cet effet, la jupe 39 du capot 24 peut comporter par exemple des reliefs permettant d'encliqueter cette jupe 39 sur la rainure 20 de l'arbre.

On a représenté sur les figures 6 et 7 un démarreur 40 selon un autre exemple de mise en œuvre de l'invention.

Ce démarreur 40 comporte un organe de calage 23 comme décrit ci-dessus, fixé sur l'arbre 4.

A la différence de ce qui est décrit plus haut, le démarreur 40 comprend un capot 41 fixé sur le carter 2, et non porté par l'arbre 4.

Ce capot 41 comporte une coupelle 42 agencée pour recouvrir l'organe de calage 23 lorsque ce capot 41 est fixé sur le carter 2. Le capot 41 comprend en outre deux pattes de fixation 44 s'étendant de part et d'autre de la coupelle 42 et pourvues chacune d'un orifice 48 pour permettre le passage d'un tirant 45 du démarreur, en vue de fixer le capot 41 sur la face arrière 7 du carter 2.

En variante, le capot 41 est fixé sur le carter 2 à l'aide de vis. L'organe de calage 23 logé à l'intérieur de la coupelle 42 est bloqué en translation, ce qui assure son maintien sur l'arbre 4.

Le capot 41 permet une obturation étanche de l'ouverture 3 du carter 2, par exemple grâce à un joint, notamment un joint papier, prévu sur le capot 41 pour venir en appui contre le carter 2.