L'invention concerne un lanceur pour un démarreur électrique et un démarreur pourvu d'un tel lanceur. En référence à la figure 1 , relative à l'art antérieur, un démarreur électrique, notamment pour un moteur à combustion interne, comporte un mécanisme, dit lanceur, comprenant un pignon (121 ) d'entraînement, entraîné en rotation par le moteur (1 10) électrique du démarreur, et libre en translation par rapport à l'arbre (1 1 1 ) dudit moteur (1 10) électrique, selon une course c. Cette course c sépare deux positions du pignon d'entraînement :

- une position, dite au repos, correspondant à la position de la figure 1 , lorsque le contact (160) de démarrage est ouvert et que le démarreur n'est pas sous tension et où ledit pignon (121 ) d'entraînement est désaccouplé de la couronne (150) de démarrage du moteur à combustion interne ;

- une position, dite de démarrage, où le pignon (121 ) d'entraînement est engrené avec la couronne (150) de démarrage du moteur à combustion interne.

La liaison en rotation du pignon (121 ) d'entraînement avec l'arbre (1 1 1 ) du moteur électrique est réalisée par des cannelures hélicoïdales (non représentées). La translation du pignon (121 ), le long de la course c, est obtenue par l'intermédiaire d'une fourchette (122), articulée entre ses deux extrémités selon une liaison pivot d'axe (120) perpendiculaire à l'axe de l'arbre (1 1 1 ) du monteur électrique. Ladite fourchette est liée à chacune de ses extrémités selon des liaisons combinées reproduisant une liaison pivot ayant pour axe, l'axe (120) d'articulation de la fourchette par rapport au corps. Ainsi, à une première extrémité, la fourchette (122) est liée au pignon (121 ) d'entraînement, et à son autre extrémité à une tige mobile (131 ) déplacée par l'intermédiaire d'un solénoïde (130) mis sous tension par la fermeture du contact (160) de démarrage. La liaison hélicoïdale entre le pignon (121 ) d'entraînement et l'arbre (1 1 1 ) du moteur électrique, entraîne la mise en rotation dudit pignon (121 ) d'entraînement au cours de sa translation. En passant de la position de repos vers la position de démarrage, la course c du pignon d'entraînement est arrêtée contre une butée (1 12) axiale sur l'arbre (1 1 1 ) du moteur électrique. Un mécanisme (140) de roue libre et des moyens (145) de liaison axiale élastique entre la fourchette et le pignon d'entraînement facilitent l'engrènement dudit pignon avec la couronne (150) de démarrage du moteur à combustion interne.

L'encombrement du démarreur est déterminé, notamment, par les caractéristiques du lanceur :

- la longueur de l'arbre (1 1 1 ) du moteur électrique sur lequel est guidée la translation du pignon d'entraînement ;

- la longueur de la fourchette (122) ;

- la dimension du dispositif de déplacement de la tige mobile (131 ), c'est-à- dire du solénoïde (130) selon l'exemple de réalisation de la figure 1 ;

- la longueur de la course c.

Ces différents paramètres sont en interaction. Par exemple, la dimension du dispositif de déplacement de la tige mobile, notamment s'il s'agit d'un solénoïde, dépend de sa puissance, laquelle puissance est notamment fonction de l'inertie des pièces dont le déplacement est nécessaire pour réaliser la course de démarrage. La dimension du dispositif de déplacement est ainsi d'autant plus importante que le pignon d'entraînement est lourd et que la fourchette est longue et massive. Or, la longueur de la fourchette est fonction de l'entraxe entre le dispositif de déplacement de la tige mobile et l'axe du moteur électrique. Ainsi, cet entraxe, et par conséquent la longueur de la fourchette, augmente avec l'encombrement du dispositif de déplacement.

Dans la suite de ce document le terme « lanceur » désigne l'ensemble constitué du pignon d'entraînement, de son guidage sur l'arbre du moteur électrique, de la fourchette, de la tige mobile et du dispositif de déplacement de ladite tige mobile.

Le document US 7 859 150 décrit des modes de réalisations d'un démarreur dont le lanceur comprend un pignon d'entraînement allégé, ledit pignon étant réalisé en deux parties : une partie dentée, apte à engrener avec la couronne du moteur, réalisée en acier, et une bague de manœuvre réalisée en matière plastique, liée à ladite partie dentée et sur laquelle agit la fourchette, entre deux épaulements. Ce mode de réalisation permet d'alléger le pignon d'entraînement mais présente plusieurs inconvénients, notamment :

- la longueur du pignon est allongée ce qui, pour une course donnée, accroît la longueur de l'arbre du moteur électrique, donc l'encombrement démarreur ;

- la bague en matière plastique agit sur un épaulement épais du pignon d'entraînement. La présence cet épaulement rend complexe la réalisation du taillage dudit pignon et en augmente le coût ;

- la portion de la bague en plastique sur laquelle agit la fourchette est en porte-à-faux et susceptible de se déformer et de se dégrader rapidement sous l'effet de l'action de ladite fourchette, tant au cours du déplacement libre du pignon que lors de son contact avec la denture de la couronne de démarrage et surtout en fin de course, lors du contact avec la butée, dégradant ainsi la fiabilité du démarreur ;

-Dans le mode de réalisation de la figure 2 de ce brevet, il est nécéssaire d'avoir un moyen de lubrification pour diminuer les risques d'usure dû à la friction entre la bague en plastique et le pignon en acier ;

- la bague en plastique est libre en rotation par rapport au pignon ce qui implique l'existence d'un jeu entre les deux, avec des risques de coincement ou d'arc-boutement, ou encore la présence de pièces complémentaires tel un roulement à billes entre la bague et le pignon d'entraînement, ce qui complexifie l'assemblage et alourdit l'ensemble.

L'invention vise à résoudre les inconvénients de l'art antérieur et concerne à cette fin, un lanceur comportant une bague de manœuvre solidaire en rotation du pignon d'entraînement et constituée d'un matériau plus léger que le matériau constituant le pignon d'entraînement, dans lequel, la bague de manœuvre comprend : a. des moyens de liaison comprenant un profil de liaison axiale, monté sur un profil de liaison complémentaire du pignon d'entraînement un profil de liaison complémentaire du pignon d'entraînement ;

b. des moyens de manœuvre aptes à réaliser une liaison avec la fourchette du lanceur ;

c. les moyens de liaison et les moyens de manœuvre étant superposés radialement.

Ainsi, la superposition radiale des moyens de liaison et des moyens de manœuvre, permet de réduire considérablement l'encombrement axial de la bague de manœuvre et d'accroître la rigidité et la fiabilité des moyens de manœuvre, tout en réduisant la masse déplacée du lanceur. Ces caractéristiques permettent ainsi de réduire l'encombrement du démarreur pourvu d'un tel lanceur.

L'invention est avantageusement mise en œuvre selon les modes de réalisation, exposés ci-après, lesquels sont à considérer individuellement ou selon toute combinaison techniquement opérante.

Avantageusement, les moyens de liaisons sont élastiques et ce que ces moyens sont aptes à encliqueter par déformation radiale sur la partie complémentaire du pignon. Le fait d'utiliser un moyen d'encliquetage permet d'avoir un procédé de fabrication rapide.

Avantageusement, la bague est solidaire en rotation du pignon. Ainsi les frottements se font entre la bague et la fourchette et non entre le pignon et la bague. Cela permet d'éviter une usure prématurée. En effet, le frottement entre la matière du pignon et la matière de la bague est plus important que le frottement entre la matière de la fourchette et la bague.

Avantageusement, la bague est solidaire en translation avec le pignon. On entend qu'il n'y a pas de jeu lorsque la bague pousse ou tire le pignon. Cela permet d'améliorer la solidité de la bague. Avantageusement, la bague manœuvre est constituée majoritairement d'une matière plastique, ainsi ladite bague est obtenue de manière économique par injection.

Avantageusement, les moyens de liaison comprennent des languettes en retournement par rapport à l'alésage interne de la bague de manœuvre, la pliure entre ledit alésage et chaque languette constituant une charnière élastique pour la déformation radiale desdits moyens de liaison. Ainsi, l'effort nécessaire au clipage de la bague de manœuvre sur le pignon, le centrage de ladite bague par rapport audit pignon et la rigidité radiale de l'assemblage de la bague de manœuvre sur le pignon d'entraînement sont aisément définis par le nombre de languettes et les caractéristiques de la pliure. Selon le sens de la pliure par rapport au sens de clipage de la bague sur le pignon, la bague est rendue quasi indémontable en évitant ainsi tout désaccouplement de ladite bague du pignon, notamment lors de la course de retrait après le démarrage du moteur à combustion interne.

Selon un mode de réalisation avantageux, plus particulièrement adapté à un pignon d'entraînement dont la denture extérieure est obtenue par forgeage, le pignon d'entraînement comprend un épaulement de renfort des dentures, l'alésage interne de la bague de manœuvre prenant appui radialement sur la périphérie dudit renfort. Ainsi ledit épaulement coopère avec la bague de manœuvre pour accroître la rigidité du profil de manœuvre de ladite bague.

Avantageusement, les moyens de manœuvre comprennent un profil en gorge entre deux épaulements, le diamètre de fond de gorge étant supérieur au diamètre de sommet de denture du pignon d'entraînement. Ainsi l'action de la fourchette sur un grand diamètre évite tout coincement, notamment sur les cannelures hélicoïdales, lors de la translation du pignon d'entraînement. Cette caractéristique permet également de simplifier l'accouplement de la fourchette avec la bague de manœuvre, particulièrement lorsque le bras de levier entre cet accouplement et l'axe de pivot de ladite fourchette est de longueur réduite, et évite également toute interférence entre la fourchette et le pignon, la bague de manœuvre ou l'arbre du moteur électrique lors de la réalisation de la course.

Selon un mode de réalisation avantageux, le pignon d'entraînement comporte à son extrémité axiale opposée à la bague de manœuvre, une bague de guidage apte à glisser sur une partie lisse de l'arbre du moteur électrique. Cette bague de guidage permet de centrer le pignon d'entraînement sur une partie lisse de l'arbre d'entraînement et ainsi d'éviter tout arc-boutement du pignon d'entraînement pendant sa course, et ceci même si ledit pignon d'entraînement est de longueur réduite. Cette caractéristique permet également de simplifier l'usinage de l'alésage interne du pignon d'entraînement, en autorisant, du fait de l'absence d'épaulement, la réalisation des cannelures hélicoïdales par brochage.

Avantageusement, ladite bague de guidage comporte un épaulement apte à entrer en contact avec la butée de fin de course de l'arbre du moteur électrique. Ainsi, ledit épaulement joue un rôle amortisseur et de réduction du bruit.

Avantageusement, la bague de guidage est constituée majoritairement d'une matière plastique. Ainsi ladite bague est légère et est obtenue économiquement notamment par des techniques d'injection. La nature de la matière plastique est avantageusement sélectionnée pour ses caractéristiques de frottement. Ainsi, le glissement du pignon d'entraînement sur l'arbre du moteur électrique est facilité et l'utilisation d'une butée de fin de course rotative n'est pas nécessaire, ce qui contribue à réduire l'encombrement du démarreur.

Avantageusement, la bague de guidage est emmanchée à force dans l'alésage de guidage du pignon d'entraînement. Ce mode d'assemblage est rapide et compatible avec une réalisation en grande série.

Selon un mode de réalisation avantageux, les moyens de liaison entre la fourchette et la bague de manœuvre consistent en deux plots diamétralement opposés pénétrant dans le profil en gorge des moyens de liaison, la distance entre l'axe de liaison pivot de la fourchette et le centre desdits plots étant supérieure à la distance entre l'axe de ladite liaison pivot et l'axe de rotation de l'arbre du moteur électrique. Ce mode de réalisation permet, à encombrement égal, d'utiliser une fourchette de longueur supérieure.

L'invention concerne également un démarreur électrique, notamment pour un moteur à combustion interne, lequel démarreur comprend un lanceur selon ce dernier mode de réalisation. La combinaison des différentes caractéristiques du lanceur permet ainsi de réaliser un démarreur particulièrement compact en regard des réalisations de l'art antérieur.

Avantageusement, la course c du pignon d'entraînement du lanceur du démarreur objet de l'invention, entre la position de repos et la position du démarrage est comprise entre 1 et 1 ,2 fois la longueur l taillée de la partie dentée dudit pignon d'entraînement.

Avantageusement, la longueur de l'arbre du moteur électrique du démarreur électrique objet de l'invention, et sur laquelle le pignon d'entraînement du lanceur se déplace en translation, est comprise entre 2 et 2,5 fois la course c.

L'invention concerne aussi un lanceur comprenant un pignon d'entraînement comportant à une extrémité axiale une bague (230) de guidage apte à glisser sur une partie lisse de l'arbre (420) du moteur électrique du démarreur.

Cette bague de guidage permet de centrer le pignon d'entraînement sur une partie lisse de l'arbre d'entraînement et ainsi d'éviter tout arc-boutement du pignon d'entraînement pendant sa course, et ceci même si ledit pignon d'entraînement est de longueur réduite. Cette caractéristique permet également de simplifier l'usinage de l'alésage interne du pignon d'entraînement, en autorisant, du fait de l'absence d'épaulement, la réalisation des cannelures hélicoïdales par brochage.

Avantageusement, ladite bague de guidage comporte un épaulement apte à entrer en contact avec la butée de fin de course de l'arbre du moteur électrique. Ainsi, ledit épaulement joue un rôle amortisseur et de réduction du bruit.

Avantageusement, la bague de guidage est constituée majoritairement d'une matière plastique. Ainsi ladite bague est légère et est obtenue économiquement notamment par des techniques d'injection. La nature de la matière plastique est avantageusement sélectionnée pour ses caractéristiques de frottement. Ainsi, le glissement du pignon d'entraînement sur l'arbre du moteur électrique est facilité et l'utilisation d'une butée de fin de course rotative n'est pas nécessaire, ce qui contribue à réduire l'encombrement du démarreur.

Avantageusement, la bague de guidage est emmanchée à force dans l'alésage de guidage du pignon d'entraînement. Ce mode d'assemblage est rapide et compatible avec une réalisation en grande série.

Selon des modes de réalisation avantageux le lanceur comprend en outre la bague de manœuvre décrite précédemment.

L'invention est exposée ci-après selon ses modes de réalisation préférés, nullement limitatifs, et en référence aux figures 1 à 6 dans lesquelles :

- la figure 1 , relative à l'art antérieur, montre selon une vue schématique en coupe et de profil, un exemple de réalisation d'un démarreur électrique comportant un lanceur ;

- la figure 2, est une vue en perspective en coupe longitudinale partielle et en éclaté d'un pignon d'entraînement selon un mode de réalisation du lanceur objet de l'invention ;

- la figure 3, montre l'assemblage de la figure 2 selon une vue de profil en coupe longitudinale ;

- la figure 4 représente selon des vues de profil en coupe partielle un exemple de démarreur électrique comportant un lanceur selon un exemple de réalisation de l'invention, figure 4A en configuration dite de repos et figure 4B en position dite de démarrage ;

Figure 2, selon un exemple de réalisation du pignon 220 d'entraînement d'un lanceur selon l'invention, ledit pignon consiste en un assemblage d'une partie 221 dentée réalisée, par exemple en acier, et de deux bagues annulaires 230, 240, réalisées dans un matériau majoritairement constitué d'une matière plastique, lesdites bagues 230, 240 étant clipées sur ladite partie 221 dentée. À titre d'exemple non limitatif, ces bagues 230, 240 sont constituées d'un composite comportant une charge de verre ou de carbone dans une matrice polymère de type polyacétal, également connu sous la dénomination commerciale de Delrin®. Cette matière possède à la fois une bonne résistance au choc et de bonnes caractéristiques de frottement. Ainsi, outre l'avantage sur la masse du pignon d'entraînement, cette constriction composite dudit pignon permet de réduire les bruits de fonctionnement et évite les aménagements spécifiques de graissage, notamment au niveau de la bague de manœuvre, ce qui participe à la compacité du lanceur objet de l'invention. Selon cet exemple de réalisation, la partie 221 dentée est obtenue préférentiellement par forgeage selon un procédé dit « net shape » permettant d'obtenir la denture extérieure en cote finie, et comporte un épaulement 224 de renfort des dentures. Alternativement, la denture extérieure est obtenue par taillage à la fraise mère, dans ce cas, la denture extérieure ne comporte pas un tel épaulement de renfort, afin de réduire le coût de fabrication, cette variante de réalisation restant compatible avec l'invention. L'alésage de la partie 221 dentée comporte des cannelures 225 hélicoïdales, aptes à coopérer avec des cannelures complémentaires de l'arbre du moteur électrique du démarreur (non représenté) sur lequel est monté ce pignon 220 d'entraînement. Lesdites cannelures 225 sont avantageusement réalisées par brochage. La bague 230 à l'extrémité axiale, dite avant, du pignon 220 d'entraînement, est emmanchée dans un alésage 226 réalisé dans la partie 221 dentée, le diamètre dudit alésage 226 étant supérieur au diamètre en fond de cannelure de cette même partie dentée. Ladite bague 230 est une bague de guidage dont l'alésage 231 réalise le centrage du pignon 220 d'entraînement sur l'arbre du moteur électrique du démarreur (non représenté). Ainsi, l'utilisation d'une telle bague 230 annulaire sur l'extrémité avant de la partie dentée, permet la réalisation des cannelures 225 par brochage, tout en assurant la fonction de guidage. La bague 240 annulaire, assemblée sur l'extrémité axiale arrière de la partie dentée, est une bague dite de manœuvre. Ladite bague de manœuvre est, selon ce mode de réalisation, clipée sur la partie 221 dentée par l'intermédiaire de languettes 241 élastiques en retournement par rapport à l'alésage de cette bague annulaire.

Figure 3, les languettes 241 comportent un profil 340 de verrouillage, ici femelle, apte à coopérer avec un profil complémentaire, ici mâle, réalisé à l'extrémité de la partie 221 dentée. La pliure 341 réalisant le retournement des languettes 241 par rapport à l'alésage de la bague 240 annulaire de manœuvre agit comme une charnière élastique de sorte qu'en introduisant par une poussée axiale la bague 240 de manœuvre sur la partie 221 dentée, lesdites languettes 241 s'écartent et s'encliquettent sur l'extrémité arrière de ladite partie dentée. Selon le mode de réalisation représenté figure 3, la pliure 341 est positionnée à l'arrière de la bague de manœuvre dans le sens d'introduction de ladite bague sur l'extrémité de la partie dentée. Selon un mode de réalisation alternatif, la pliure est réalisée à l'avant de la bague de manœuvre dans le sens d'introduction de celle-ci sur l'extrémité de la partie dentée. Dans ce cas, la bague de manœuvre est indémontable après encliquetage. Ladite bague 240 de manœuvre comporte un profil de manœuvre 345 comprenant deux joues 346 séparées par une gorge. Selon cet exemple de réalisation, le diamètre de fond de ladite gorge est supérieur au diamètre extérieur des dents de la partie dentée. Selon cet exemple de réalisation avantageux, l'alésage interne de la bague de manœuvre prend appui sur la périphérie de l'épaulement 224 de renfort des dentures de la partie dentée. Cette disposition permet de rigidifier la forme 345 de manœuvre d'une part et d'autre part sécurise le clipage de la bague de manœuvre sur l'extrémité de la partie dentée. La bague 230 de guidage comprend un épaulement formant une butée 330 axiale à l'extrémité avant du pignon 220 d'entraînement.

Figure 4A, selon un exemple de réalisation d'un démarreur 400 selon l'invention, celui-ci comporte une fourchette 440 articulée selon un axe 450 de liaison pivot par rapport audit démarreur, ladite fourchette 440 étant liée à une de se extrémité à la bague 240 de manœuvre du pignon 220 d'entraînement et à son autre extrémité à une tige 461 mobile, le déplacement en translation de ladite tige 461 mobile étant commandé par un solénoïde 460. La fourchette 440 agit sur la bague 240 de manœuvre dans la forme de manœuvre de ladite bague. Cette bague étant de grand diamètre par rapport à la partie dentée du pignon d'entraînement, cette disposition autorise un déplacement angulaire important de la fourchette lors du déplacement de la tige mobile pour réaliser la course c de démarrage, sans risque d'interférence entre ladite fourchette et d'autres éléments, notamment le pignon d'entraînement. Ainsi, comparativement à l'art antérieur, pour la réalisation d'une course c donnée, il est possible d'utiliser une fourchette 440 moins longue ce qui contribue à améliorer la compacité du démarreur. Ladite course c est égale ou légèrement supérieure à la longueur l taillée de la partie dentée du pignon d'entraînement. La bague d'entraînement étant étroite et connectée directement derrière ladite partie dentée, la longueur de l'arbre 420 du moteur électrique en saillie par rapport audit moteur est à peine plus longue que le double de la course c et inférieure à 2,5 fois la longueur de cette course, ce qui contribue également à rendre ledit démarreur 400 plus compact en regard de l'art antérieur.

Figure 4B, en fin de course de démarrage, l'épaulement 330 avant de la bague de guidage, arrive contre la butée axiale 431 de l'arbre 420 d'entraînement du moteur électrique du démarreur 400. La constitution majoritaire en matière plastique de ladite bague de guidage permet d'amortir le choc contre cette butée et de limiter le bruit qui en résulte. Ainsi, l'accouplement de la fourchette et de la bague de manœuvre par rapport à la partie dentée du pignon d'entraînement, est un accouplement franc, par obstacle axial, sans moyens élastiques comme cela est fréquemment réalisé selon l'art antérieur, ce qui contribue à la compacité du démarreur 400 objet de l'invention.

Lors du déplacement en translation du pignon 220 d'entraînement sur l'arbre du moteur électrique, ledit moteur n'est pas sous tension et n'oppose pas, ou peu, de couple résistant. L'arbre 420 du moteur électrique est lié en rotation avec le pignon 220 d'entraînement par des cannelures 425 hélicoïdales complémentaires des cannelures de l'alésage de la partie dentée du pignon d'entraînement. Ainsi ledit pignon est mis en rotation relative par rapport à l'arbre du moteur électrique. Ce mouvement combiné à l'absence de coupe résistant du moteur électrique permet d'engrener facilement ledit pignon avec la couronne de démarrage (non représentée) avant l'alimentation dudit moteur électrique.

Figure 5, la fourchette 440 est liée à la bague de manœuvre par l'intermédiaire de deux plots 540 en liaison pivot avec la fourchette 440 et qui s'insèrent dans le profil de manœuvre de ladite bague de manœuvre entre les joues dudit profil. À constitution en matière plastique, par exemple en Delrin® de la bague de manœuvre favorise le glissement desdits plots entre les joues du profil de manœuvre, de sorte qu'un mécanisme de roue libre entre ladite fourchette et le pignon 220 d'entraînement n'est pas nécessaire, ce qui contribue à la compacité du démarreur objet de l'invention.

Figure 6, l'axe 640 des plots 540 de liaison de la fourchette 440 avec la bague de manœuvre est avantageusement placé sous l'axe 620 de l'arbre du moteur électrique. Cette disposition permet, pour une longueur de fourchette donnée de réduire la distance d entre la tige mobile du solénoïde et l'arbre du moteur électrique et ainsi de gagner en compacité du démarreur.

La description ci-avant et les exemples de réalisation montrent que l'invention atteint les objectifs visés, en particulier la combinaison des différentes caractéristiques du lanceur objet de l'invention permet de réaliser un démarreur électrique particulièrement compact.