FR3083030A1 - Demarreur ayant un porte balai pour une longueur de balai optimisee - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un démarreur pour démarrer un moteur thermique d'un véhicule automobile, comprenant : i. une rondelle porte balais (51) comportant un relief de maintien, ii. des cages à balai positif (60) montées sur la rondelle porte-balais (51), comprenant un logement à balai (613) au moins une des cages à balai (60) comprenant : - une paroi de support (600) montée sur la rondelle porte balai (51), - une paroi de maintien (602), - une première paroi latérale (603) et une deuxième paroi latérale (603'), chacune des deux parois latérales (603) s'étendant entre la paroi de support (600) et la paroi de maintien (602) et sont reliées ensemble par le fond (601) de la cage à balai (60), dans lequel la première paroi latérale (603) comprend un relief de maintien complémentaire avec le relief de maintien de la rondelle porte-balais (51) pour maintenir la cage à balai.

Description

Description

Titre : démarreur ayant un porte balai pour une longueur de balai optimisée

DOMAINE TECHNIQUE [1] Le domaine technique de l’invention est celui des démarreurs et notamment celui des démarreurs de véhicule automobile.

[2] La présente invention concerne un démarreur et en particulier un démarreur comportant une rondelle porte-balais montée entre une culasse du moteur électrique et un palier arrière du démarreur permettant de centrer la rondelle porte balai.

ÉTAT DE LA TECHNIQUE [3] II existe des démarreurs comprenant un moteur électrique comportant un stator, un rotor ayant un arbre rotor et un collecteur. Le stator comprend une culasse et des bobines ou des aimants constituant l’inducteur du stator disposés dans la culasse.

[4] La culasse comprend une partie arrière présentant une extrémité fermée par un capot comportant un palier arrière supportant l’arbre rotor du démarreur. Des balais sont montés autour du collecteur. Le démarreur comprend donc un porte-balais comprenant des cages à balai dans lesquel sont montés les balais et une rondelle porte-balais sur laquelle sont montées les cages à balais.

[5] La rondelle porte-balais peut être agencée entre la culasse et le capot de manière à ce que la rondelle porte-balais recouvre l’extrémité transversale de la partie arrière de la culasse. La rondelle porte-balais supporte des cages à balai comprenant chacune des balais permettant l’alimentation d’un bobinage d’induit du rotor. Le capot est fixé à un palier avant du démarreur par des moyens de fixations comme par exemple des tirants longitudinaux situés à l'extérieur de la culasse et maintenant le capot contre la culasse. Le capot comporte une portion entourant la culasse et donc aussi la rondelle porte balais pour fermer le démarreur. La rondelle porte-balais est ainsi plaquée contre l’extrémité de la partie arrière de la culasse d’une part et contre le capot d’autre part. Autrement dit, la rondelle porte-balais est prise en sandwich entre la culasse et le capot.

[6] La rondelle porte-balais est souvent métallique et est donc conductrice électriquement. Les cages sont fixées à la rondelle porte-balais par clipsage ou par rivetage sur la rondelle porte-balais. Une autre solution consiste à utiliser une platine électriquement isolante, par exemple en époxy, fixée sur le palier arrière, par exemple par sertissage de formes. Cependant ces sertissages permettent des infiltrations d’eau dans le démarreur.

[7] Les cages à balais comprennent soit des balais positifs soit des balais négatifs. Pour éviter les courts circuits, on utilise des cages en plastique et une tresse pour alimenter les balais positifs ou négatifs.

[8] Pour diminuer la consommation du véhicule, il est connu d’utiliser la fonction arrêt/ redémarrage plus connu sous le nom anglais « stop&start » qui consiste à arrêter le moteur thermique lorsque le véhicule est à l’arrêt, par exemple à un feu rouge. II est donc nécessaire de le redémarrer notamment par le biais du démarreur. Le nombre de cycle utilisé d’un démarreur pour une distance d’un véhicule a significativement augmenté depuis cette fonction d’arrêt/redémarrage. Les balais sont donc plus souvent utilisés. II existe donc un besoin d’augmenter le nombre de cycle de vie d’un balai. Une solution simple serait d’augmenter la longueur de vie des balais pour augmenter leur nombre de cycle. Par longueur de vie, on entend la longueur entre la surface de frottement du balai sur le collecteur et la tresse alimentant le balai. Cependant pour des raisons d’encombrement, le diamètre de la culasse du moteur du démarreur entourant les cages à balais ne peut pas être augmenté empêchant ainsi d’augmenter la longueur de vie des balais.

[9] II existe donc un besoin de réaliser un démarreur ayant un porte balai dont les balais s’usent moins vite sans augmenter le diamètre de la culasse du moteur.

[10]

RÉSUMÉ DE L’INVENTION [11] Selon l’invention, on tend à satisfaire ce besoin en prévoyant un démarreur pour démarrer un moteur thermique d’un véhicule automobile, comprenant :

[12] un moteur électrique comprenant un rotor ayant un axe de rotation et un stator, le stator comprenant une culasse, le rotor comprenant un arbre rotor et un collecteur, [13] un porte balais comprenant :

[14] une rondelle porte balais comportant un relief de maintien, [15] des cages à balai positif et négatif montées sur la rondelle porte-balais, [16] un ressort par cage à balai et [17] au moins un balai par cage à balai, au moins une des cages à balai comprenant un logement à balai dans lequel est monté le balai correspondant en étant en contact avec le collecteur et le ressort correspondant exerçant une force sur le balai en direction du collecteur, [18] au moins une des cages à balai comprenant :

[19] une paroi de support montée sur la rondelle porte balai, [20] un fond, le ressort étant monté entre le fond et le balai, [21] une paroi de maintien, [22] une première paroi latérale et une deuxième paroi latérale, chacune des deux parois latérales s’étendant entre la paroi de support et la paroi de maintien et sont reliées ensemble par le fond de la cage à balai, [23] dans lequel la première paroi latérale comprend un relief de maintien complémentaire avec le relief de maintien de la rondelle porte-balais pour maintenir la cage à balai radialement vers l’extérieur et vers l’intérieur.

[24] Cela permet d’avoir une paroi de maintien de cage à balai moins épais que dans l’art antérieur puisqu’il ne comporte pas de relief de maintien comme dans l’art antérieur. Ainsi la cage à balai comprend un logement à balai axialement plus long que dans l’art antérieur pour un porte balai ayant une même longueur axiale. Le fait d’avoir augmenté la longueur axiale du logement à balai par rapport à l’art antérieur permet de loger un balai dans l’invention ayant une longueur axiale plus longue que dans l’art antérieur. Le fait d’augmenter la longueur axiale du balai permet d’augmenter sa durée de vie. En effet, soit on augmente la surface utile des balais avec les lames du conducteur à iso taille diamètre externe du collecteur diminuant la résistance entre les balais et le collecteur et donc réduisant les arcs électriques provoquant de l’usure aux balais soit en diminuant le diamètre du collecteur à iso surface utile du balai sur le collecteur et donc permettant d’augmenter la longueur de vie du balai.

[25] Le démarreur selon l’invention peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :

[26] Le logement à balai étant défini par au moins une surface de guidage de la paroi de support, au moins une surface de guidage de chaque paroi latérale et une surface de guidage de la paroi de maintien, chacune des surfaces de guidage du logement étant en contact avec le balai correspondant.

[27] La paroi de support de la cage à balai comprend une surface de guidage transversale formant le logement du balai, la surface de guidage transversale de la paroi de support étant en contact avec le balai.

[28] Le logement à balai comprend en outre une surface de fermeture du fond en contact fermant le logement à une extrémité radiale du logement et étant ouvert à l’autre extrémité radiale du logement.

[29] Selon une variante, le ressort est monté dans le logement en étant en appui sur la surface de fermeture du fond de la cage à balai. Par exemple, le ressort est un ressort spirale monté comprimé en appui sur le balai et la surface de fermeture.

[30] Selon une autre variante, le ressort comporte une partie enroulée en dehors du logement à balai et une patte comprenant une portion dans le logement entre le balai et la surface de fermeture du logement. Par exemple, la rondelle porte-balais comporte une patte de maintien, au moins une des parois latérales comprend une ouverture traversante et la partie enroulée est située autour de la patte de maintien en appui sur la patte de maintien et la patte du ressort traverse l’ouverture de la paroi latérale en ayant son extrémité en appui sur le balai pour le déplacer vers le collecteur.

[31] Selon un exemple, la paroi de support est délimitée par la surface transversale du logement du balai.

[32] Selon un premier mode de réalisation au moins une des deux parois latérales comprend :

[33] une partie haute s’étendant à partir de la paroi de maintien, [34] une partie basse s’étendant à partir de la paroi de support et [35] un rail s’étendant radialement et séparant la partie haute de la partie basse, la rondelle porte balai comprenant au moins une patte de coulissement, la cage à balai étant maintenue axialement et guidée radialement dans le rail par au moins la patte de coulissement dans le rail.

[36] Le rail peut déboucher sur une face arrière comprenant une surface du fond ou sur une face avant de la paroi latérale en vis-à-vis du collecteur ou encore sur la face avant et arrière.

[37] Cela permet d’avoir un montage simple par guidage tout en permettant de maintenir axialement la cage à balai sur la rondelle porte-balais.

[38] Selon un premier exemple de ce premier mode de réalisation, le relief de maintien est formé dans ladite partie basse.

[39] Selon une variante de ce premier exemple de ce premier mode de réalisation, le relief de maintien est formé dans ladite partie haute.

[40] Selon un deuxième exemple pouvant comporter les caractéristiques de l’exemple précédent ou de sa variante, les deux parois latérales comprennent une partie haute s’étendant à partir de la paroi de maintien, [41 ] une partie basse s’étendant à partir de la paroi de support et [42] un rail s’étendant radialement et séparant la partie haute de la partie basse, la rondelle porte balai comprenant au moins une patte de coulissement, la cage à balai étant maintenue axialement et guidée radialement par au moins la patte de coulissement dans le rail.

[43] Selon un deuxième mode de réalisation pouvant être combiné au mode de réalisation précédent, le relief complémentaire de la cage à balai est un trou de maintien dans la première paroi latérale et en ce que le relief de maintien de la rondelle porte-balais est un ergot de maintien situé dans le trou de maintien, la cage à balai étant maintenue en position par la coopération dudit ergot de maintien avec ledit trou de maintien.

[44] Le trou de maintien forme deux butées opposées. Une des deux butées opposées permet au moins de maintenir la cage à balai sur la rondelle porte balais avant d’être monté dans la culasse. L’ergot de maintien comprend au moins partiellement une portion dans ledit trou de maintien.

[45] Selon un exemple de ce deuxième mode de réalisation, l’ergot est en contact avec une des deux butées. Dans cet exemple l’ergot et la butée retiennent radialement la cage à balai. Cela permet de faciliter l’insertion du porte balai dans la culasse et de rendre plus rigide le maintien de la cage à balai à la rondelle porte-balais.

[46] Selon une variante de cet exemple de ce deuxième mode de réalisation, le porte balai comprend un jeu entre chacune des deux butées et l’ergot de maintien et en ce que le fond de la cage à balai est en appui contre une surface cylindrique interne de la culasse. Cela permet d’augmenter la longueur radiale du balai par rapport à la première variante.

[47] Selon un deuxième exemple de ce deuxième mode de réalisation pouvant comporter les caractéristiques de l’exemple précédent ou de sa variante, le trou de maintien forme au moins une butée angulaire et en ce que l’ergot de maintien est en contact avec la butée angulaire. Cela permet de diminuer les vibrations angulaires de la cage à balai et donc de diminuer l’usure des balais.

[48] Dans un troisième exemple de ce deuxième mode de réalisation, pouvant comporter les caractéristiques des exemples précédents ou de ses variantes, l’ergot de maintien est maintenu dans le trou de maintien par déformation plastique de l’ergot de maintien.

[49] Cela permet de faciliter le montage de la cage à balai sur la rondelle porte-balais. En effet, l’ergot n’empêche pas la mise en position de la cage à balai par rapport à la rondelle porte-balais. Par exemple, l’ergot de maintien est venu de matière avec la rondelle porte balai. Dans cet exemple, l’ergot comprend un pli formé à partir d’une base de support de la rondelle porte balai.

[50] Selon un quatrième exemple de ce deuxième mode de réalisation, pouvant comprendre les caractéristiques des exemples précédents ou de ses variantes, le trou de maintien forme une butée axiale et en ce que l’ergot est en appui contre la butée axiale.

[51] Selon un cinquième exemple de ce de ce deuxième mode de réalisation, la paroi latérale comprend une surface de contact en contact au moins partiellement avec la rondelle porte balai, le trou de maintien débouchant au niveau de ladite surface de contact.

[52] Selon une première mise en œuvre comprenant au moins les caractéristiques du premier et deuxième mode de réalisation, la rondelle porte-balais comprend deux pattes de coulissement dans le rail et en ce que l’ergot de maintien est situé radialement entre les deux pates de coulissement. Ainsi cela permet d’avoir un meilleur guidage de la cage à balai lors du montage.

[53] Selon une variante de cette mise en œuvre, la rondelle porte-balais comprend qu’une seule patte de coulissement dans le rail et en ce que l’ergot de maintien est situé radialement contiguë à la patte de coulissement. L’ergot de maintien peut dans ce cas s’étendre d’une extrémité de la patte de coulissement.

[54] Selon une deuxième mise en œuvre comprenant au moins les caractéristiques du premier et deuxième mode de réalisation, pouvant comprendre les caractéristiques de la première mise en œuvre ou de sa variante, le trou de maintien est débouchant dans le rail.

[55] Cela permet de maintenir axialement la cage à balai sur la rondelle porte-balais sans jeu. Ainsi on rigidifie l’assemblage de la cage à balai et la rondelle porte-balais et donc on diminue les vibrations de la cage à balai ce qui réduit l’usure du balai. On augmente ainsi la durée de vie du balai.

[56] Selon une troisième mise en œuvre comprenant au moins les caractéristiques du deuxième exemple du premier mode de réalisation et du deuxième mode de réalisation, pouvant comprendre les caractéristiques des mises en œuvre précédentes ou de ses variantes, dans lequel la rondelle porte-balais comprend qu’une seule pâte de coulissement située dans le rail de la deuxième paroi latérale.

[57] Cela permet de mieux guider la cage à balai.

[58] Selon un troisième mode de réalisation pouvant être combiné au premier ou deuxième mode de réalisation précédent, le relief de maintien de la cage à balai s’étend d’une surface transversale de la première paroi latérale.

[59] Par surface transversale on entend une surface s’étendant dans un plan transversal à l’axe de rotation.

[60] Selon un quatrième mode de réalisation pouvant comprendre les caractéristiques des modes de réalisations précédents, la rondelle portebalais comprend une première ouverture sous la première paroi latérale et une deuxième ouverture sous la deuxième paroi latérale.

[61] Selon un premier exemple de ce quatrième mode de réalisation, la rondelle porte-balais comprend un muret entre la première et la deuxième ouverture et en ce que le muret est en contact avec la paroi de support.

[62] Selon un exemple, le muret est situé axialement derrière le balai de la cage correspondante. Cela permet de réaliser un renfort au niveau de la paroi de support pouvant avoir une faible épaisseur axiale. En effet, la paroi de support de la cage à balai peut avoir dans cet exemple une épaisseur plus faible que dans l’art antérieur puisqu’elle a uniquement pour rôle le guidage du balai et l’isolement électrique entre le balai et la rondelle porte-balais. De ce fait la longueur axiale du balai peut être augmenté. Ainsi la durée de vie du balai est augmentée.

[63] Selon une variante de cet exemple, la paroi de support est formée par une languette isolante additionnelle située dans la rondelle porte-balais entre la première ouverture et la deuxième ouverture. Autrement dit la cage à balai comprend en outre une languette additionnelle isolante formant la paroi du support amovible par rapport aux parois latérales et au fond.

[64] Autrement dit, la languette délimite les deux ouvertures de la rondelle porte-balais. Ainsi, la paroi de support est formée dans l’épaisseur mesurée axialement de la rondelle porte-balais. De ce fait la longueur axiale du balai peut être augmenté. Ainsi la durée de vie du balai est augmentée.

[65] Selon une première mise en œuvre de cette variante, chaque cage à balai positif comprend au moins la languette isolante additionnelle. Les cages à balai négatif peuvent aussi avoir la languette isolante additionnelle.

[66] Selon une deuxième mise en œuvre de cette variante, pouvant comprendre les caractéristiques de la variante précédente, chacune des languettes est surmoulées sur la rondelle porte-balais.

[67] Selon une troisième mise en œuvre de la variante pouvant comprendre les caractéristiques des deux variantes précédentes, le porte balai comprend une pièce annulaire additionnelle comprenant au moins un corps annulaire et les languettes formant les parois de support des cages à balais, dans lequel chacune des languettes s’étend radialement depuis le corps annulaire, la pièce annulaire étant montée sur la rondelle porte balai.

[68] Cela permet d’avoir un bon maintien des languettes sur la rondelle porte-balais.

[69] Dans le cas d’un porte-balais comprenant les caractéristiques de la deuxième et troisième variantes, la pièce annulaire additionnelle est isolante et est surmoulée sur la rondelle porte-balais.

[70] Le surmoulage peut être réalisé en plastique.

[71] Selon un deuxième exemple de ce quatrième mode de réalisation, pouvant comprend les caractéristiques de l’exemple précédent ou de sa variante, la rondelle porte balai comprend une découpe formant la première et la deuxième ouverture.

[72] Selon une mise en œuvre de ce deuxième exemple comprenant au moins les caractéristiques du premier et deuxième mode de réalisation, les ou la pâte de coulissement et l’ergot sont formé dans la découpe puis par pliage de la rondelle porte-balais.

[73] Selon un mode de réalisation pouvant être combiné aux modes de réalisation précédent, l’épaisseur axiale de la paroi de support est inférieure à l’épaisseur axiale du relief de maintien de la cage à balai. Par épaisseur axiale on entend l”épaisseur mesurée axialement c’est-à-dire parallèlement à l’axe de rotation. Ainsi, le porte balai de l’invention a un balai axialement plus long d’au moins cette différence de longueur par rapport à l’art antérieur à iso distance axiale de la surface de guidage de la paroi de maintien par rapport à la rondelle porte-balais.

[74] Selon un mode de réalisation pouvant être combiné aux modes de réalisation précédent, l’épaisseur de la paroi de support est inférieure à celle du relief de maintien de la rondelle porte-balais.

[75] Selon un mode de réalisation pouvant être combiné aux modes de réalisation précédent, dans lequel le relief de maintien de la rondelle portebalais comprend au moins une partie dans un plan transversal coupant le balai.

[76] Selon un mode de réalisation pouvant être combiné aux modes de réalisation précédent, dans lequel le relief de maintien de la cage à balai comprend au moins une partie dans un plan transversal coupant le balai.

BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES [1] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles :

[2] la figure 1 représente schématiquement et partiellement, un démarreur conforme à un exemple de mise en oeuvre de l'invention ;

[3] la figure 2 représente schématiquement et partiellement, en perspective, un porte-balais du démarreur de la figure 1 selon un premier mode de réalisation ;

[4] la figure 3 illustre, schématiquement et partiellement, en perspective, une cage à balai du porte-balais montée sur une rondelle porte-balais de la figure 2 ;

[5] la figure 4 illustre la cage à balai de la figure 3 [6] la figure 5 illustre un autre exemple de cage à balai pouvant être montée sur la rondelle porte-balais du porte balai de la figure 3 ;

[7] la figure 6 représente schématiquement et partiellement, en perspective, un porte-balais du démarreur de la figure 1 selon un deuxième mode de réalisation ;

[8] la figure 7 illustre, schématiquement et partiellement, en perspective, une rondelle porte-balais selon ce deuxième mode de réalisation assemblée avec une pièce annulaire isolante de la figure 6.

[9] la figure 8 illustre partiellement une cage à balai du porte-balais de la figure 6.

[10] la figure 9 illustre partiellement un autre exemple de cage à balai pouvant être montée sur la rondelle porte-balais du porte balai de la figure 7.

[11] Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l’ensemble des figures.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE D’AU MOINS UN MODE DE RÉALISATION [12] On a représenté sur la figure 1 une coupe d’un exemple de démarreur A pour moteur à combustion interne de véhicule automobile.

[13] Ce démarreur A comprend un contacteur 1 et un moteur électrique 2 comprenant, d'une part, un stator 21 et un rotor 22, encore appelé induit, comportant un axe de rotation X autour duquel le rotor peut tourner, et d'autre part, le stator 22, encore appelé inducteur, est autour du rotor 2.

[14] Ce stator 21 comporte une culasse 210 sur laquelle sont fixées des aimants ou des pièces polaires pour la mise en place d'un bobinage inducteur.

[15] Le rotor 22 comporte un corps rotor 220 comprenant un paquet de tôles formant des encoches et des dents et un bobinage d'induit comprenant des conducteurs électriques situés dans les encoches du corps de rotor 220.

[16] Le rotor comprend un arbre de rotation 221, le corps rotor 220 est monté sur et autour de l’arbre de rotation 221.

[17] Ce bobinage d'induit forme, de part et d'autre du corps de rotor, un chignon avant et un chignon arrière.

[18] Le rotor 22 est pourvu, à l'arrière, d'un collecteur 222 comprenant une pluralité de pièces de contact connectées électriquement aux éléments conducteurs. Le collecteur 222 est monté sur l’arbre de rotation 221 entre l’extrémité arrière de l’arbre de rotation 221 et le corps rotor 220.

[19] Un groupe de balais 13 d’un porte balais 5, représenté en coupe sur la figure 1, est prévu pour l'alimentation électrique du bobinage d'induit par le biais du collecteur 222, l'un au moins des balais 13 étant relié à la masse du démarreur 1 et un autre au moins des balais 13 étant relié au contacteur 1.

[20] Les balais 13 viennent frotter sur le collecteur 222 lorsque le rotor 2 est en rotation.

[21 ] Les balais 13 sont réalisés par exemple à base de carbone.

[22] Le porte balais 5 sera décrit plus en détail ci-dessous.

[23] Le contacteur 1 comprend de manière connue une plaquette de contact mobile entre une position repos et une position d’alimentation pour alimenter électriquement le moteur électrique 2. Le démarreur A comprend en outre un support 3 fixé au contacteur 1 et au stator 21 du moteur électrique 2. Le support 3 comprend d’une part une partie support contacteur 31 entourant une culasse 210 du contacteur 1 fixant le contacteur 1 au support 3 et d’autre part et une partie support moteur 32 entourant la culasse 210 du stator du moteur électrique 2. Le support 3 comprend en outre une partie palier avant 34 comprenant en l’occurrence un roulement à aiguille.

[24] Le démarreur A comprend en outre un arbre d’entrainement 4 comprenant une extrémité 43 montée dans la partie palier avant 34 du support 3, en l’occurrence dans le roulement à aiguille.

[25] L’arbre d’entrainement 4 est couplé en rotation avec le rotor 22. Un ensemble réducteur de vitesses peut être interposé entre le rotor 22 et l'arbre d'entraînement 4, de manière connue en soi.

[26] En l’occurrence l’arbre d’entrainement 4 est couplé à l’arbre rotor 221 par le biais d’une transmission comprenant une roue libre 42 et un réducteur de vitesse épicycloïdale 24. La roue libre 42 comprend une entrée, des galets 422 et des ressorts et une sortie 424 appelée aussi piste de roue libre, formant une extrémité de l’arbre d’entraînement 4.

[27] Le réducteur épicycloïdal 24 comprend en outre une couronne 241 solidaire en rotation avec le support 3 et un corps de satellite 245 formant en l’occurrence dans cet exemple de ce premier mode de réalisation l’entrée de la roue libre 42. Le corps de satellite 245 comprend des satellites 240 engrenés dans des dents de la couronne 241. Le réducteur épicycloïdal 24 comprend en outre une roue dentée 242, appelée aussi roue solaire, engrené avec les satellites 240. L’arbre de rotation 221 comprenant à son extrémité avant la roue dentée 242 du réducteur de vitesse épicycloïdale 24.

[28] Le démarreur A comprend en outre un levier 7 comprenant une portion d’appui porte pignon et une partie attelage montée avec une tige du contacteur 1.

[29] Le démarreur A comporte un élément d'entraînement formé par un pignon 8 et destiné à s'engager sur un organe d'entraînement du moteur thermique à combustion. Cet organe d'entraînement est par exemple une couronne dentée.

[30] Dans cet exemple le pignon 8 est mobile en translation par rapport au support 3 entre une position repos et une position engrenée dans laquelle le pignon est apte à entraîner la couronne dentée. (Selon un autre exemple le pignon est fixé sur l’arbre d’entraînement et est destiné à rester engrené dans la couronne). Le levier 7 vient en appui dans cet exemple sur le pignon. L’arbre d’entraînement 4 comprend en l’occurrence des rainures hélicoïdales situées entre la sortie de la roue libre 424 et l’extrémité avant 43 et le pignon 8 comprend des dents hélicoïdales couplées dans les rainures hélicoïdales de l’arbre d’entraînement 4.

[31] Le démarreur A comprend en outre dans cet exemple un palier intermédiaire 9 pour supporter l’arrière de l’arbre d’entrainement 4.

[32] Bien entendu, Selon un autre exemple non représenté de ce premier mode de réalisation, le démarreur A pourrait à la place d’avoir une roue libre 42 fixe en translation suivant l’axe X, avoir une roue libre 42 mobile en translation sur l’arbre d’entrainement 4 de manière connue en soi. La roue libre est dans ce cas montée sur un lanceur coulissant sur l’arbre d’entrainement. Dans ce cas, le lanceur peut comprendre d’une part un entraîneur dont le levier vient en appui pour le déplacer sur l’arbre d’entrainement. L’entraîneur comprend donc les dents hélicoïdales montées dans les rainures hélicoïdales de l’arbre d’entrainement et l’entrée de la roue libre et d’autre part un porte pignon comprenant la sortie de la roue libre sur lequel peut être monté le pignon 8. Le pignon est soit monté fixe en translation sur le porte pignon, par exemple est formé de matière avec le porte pignon ou soit le porte pignon comprend des rainures droites sur lequel peut coulisser le pignon en translation suivant l’axe de rotation x et le porte pignon comprend un ressort comprimé entre la roue libre et le pignon.

[33] Le démarreur A comprend en outre un capot 10 comprenant un palier arrière 100 supportant l’arbre de rotation 221 du rotor 22. En l’occurrence, le capot 10 comprend un bossage 103 dans lequel est situé le palier arrière 100.

[34] Le collecteur 222 entoure une partie du bossage 103 pour diminuer l’encombrement axial.

[35] Le palier arrière 100 est en l’occurrence un coussinet, mais pourrait être un roulement par exemple un roulement à rouleau entourant une extrémité arrière de l’arbre de rotation 21.

[36] La culasse 210 est montée en sandwich entre le support 3 et le capot 10 fixé au support 3 du démarreur par des moyens de fixations comme par exemple des tirants longitudinaux situés à l'extérieur de la culasse et maintenant le capot 10 contre la culasse 210.

[37] La fourchette 7 est actionnée par le contacteur 1 pour déplacer le pignon 8 par rapport à l'arbre d'entraînement 4, suivant l'axe X, entre une première position dans laquelle le pignon 8 entraîne le moteur à combustion par l'intermédiaire de sa couronne, et une deuxième position dans laquelle le pignon 8 est désengagé de la couronne dentée du moteur thermique.

[38] Le contacteur 1 comprend une borne destinée à être reliée via un élément de liaison électrique, notamment un fil, à une alimentation électrique du véhicule telle qu'une batterie et une borne B+ reliée à des balais positif 61 par le biais d’un conducteur électrique 52 du porte balai 5 visible sur la figure

2.

[39] Le porte balai 5 comprend en outre un passe fil 50 traversé par le conducteur 52 pour établir la connexion entre la borne B+ et les balais à l’intérieur de la culasse 210 fermé par le capot 10.

[40] On va maintenant décrire plus en détails, en référence aux figures 2 et

3, le porte balais 5.

[41] Comme on peut le voir sur la figure 2, le porte balai 5 comporte des cages à balai négatif 60 et des cages à balai 61 pour la mise en place de balais 13.

[42] Les cages à balais positif 60 comprennent chacune un logement à balai 613 dans lequel est situé un balai relié électriquement par le biais d’une tresse au conducteur 52 et les cages à balais négatif 61 comprennent chacune un logement à balai dans lequel est situé un balai relié électriquement par le biais d’une tresse 63 à une rondelle porte-balais 51 connectée à la masse.

[43] Ce porte-balais 50 comprend donc la rondelle porte-balais 51 qui est électriquement conductrice par exemple réalisé en acier, pourvu d'une paroi de support, et présentant une forme annulaire perpendiculaire à l'axe X. Le logement à balai 613 est notamment visible sur la figure 3 représentant une cage à balai 60 montée sur la rondelle porte-balais 51.

[44] Les balais 13 s'étendent dans une direction radiale de la cage à balai 60 du porte balai 50.

[45] Les cages 60 et 61, au nombre de six dans l'exemple décrit, sont de deux types.

[46] Trois des cages 60 sont agencées pour recevoir chacune un balai 13 positif, et trois autres des cages 61 sont agencées pour recevoir chacune des balais 13 négatifs.

[47] Les cages 60 et les cages 61 sont disposées sur la rondelle portebalais 51 de manière alternée.

[48] Les cages 60 et 61 sont réalisées en matériau isolant électrique, par exemple en plastique, et sont montées sur la rondelle porte-balais 51.

[49] La rondelle porte balai 51 comprend au moins un relief de maintien coopérant avec un relief de maintien de la cage à balai pour maintenir radialement la cage à balai positif ou négatif 60, 61.

[50] Le porte balai 50 comporte en outre un ressort non représenté par cage à balai.

[51] Chaque cage à balai positif ou négatif 60, 61 comprend une paroi de support 600. La paroi de support 600 dans ce mode de réalisation est visible sur la figure 4 représentant une cage à balai positif. La paroi de support 600 est montée sur la rondelle porte balai 51.

[52] Chaque cage à balai positif ou négatif 60, 61 comprend en outre un fond 601, appelé aussi paroi de fond, en particulier visible sur la figure 2, s’étendant dans un plan parallèle à l’axe de rotation. Le fond 601 comporte donc une surface 621 en vis-à-vis d’une surface cylindrique interne de la culasse 210.

[53] Chaque cage à balai positif ou négatif 60, 61 comprend en outre une paroi de maintien 602 comprenant un crochet de maintien 652 du conducteur 52.

[54] Chaque cage à balai positif ou négatif 60, 61 comprend en outre une première paroi latérale 603 et une deuxième paroi latérale 603’ qui s’étendent chacune radialement et axialement de part et d’autre de la paroi de support 600 et de la paroi transversale de maintien 602. Dans cet exemple, la deuxième paroi latérale 603’ comprend une encoche 623 s’étendant radialement et en ce que la tresse 62 traverse cette encoche pour être connectée au balai situé dans le logement à balai 613. L’encoche 623, en l’occurrence, est débouchant sur la face avant de la paroi latérale 603. Par face avant on entend la face de la paroi faisant face au collecteur 222. Selon un autre exemple non représenté, c’est la première paroi latérale 603 qui comprend l’encoche 623.

[55] Les deux parois latérales 603, la paroi de maintien 602 et la paroi de support 600 sont reliées à la paroi de fond 601 formant ensemble le logement à balai 613 ouvert en vis à vis du collecteur 222. Le ressort est monté et comprimé dans le logement à balai entre la paroi de fond 601 et le balai 252.

[56] Le ressort est en l’occurrence un ressort hélicoïdal, en l’occurrence cylindrique hélicoïdal monté comprimé pour exercer une force sur le balai en direction du collecteur 222.

[57] Chacune des parois latérales 603 forment deux surfaces de guidage 6133 dans le logement à balai 613 et une surface de centrage 6139 pour le ressort hélicoïdal entre les deux surfaces de guidage 6133.

[58] La paroi de maintien 602 comprend en outre une surface de guidage transversale 6132 délimitant le logement à balai et la paroi de support 600 comprend une surface de guidage transversale 6130 délimitant le logement à balai 613.

[59] Le balai 13 dans chacune des cages est donc situé dans le logement à balai 613 en contact en dessous avec la surface de guidage 6130 de la paroi de support 600, deux surfaces de guidage 6133 de chaque côté du balai et au-dessus avec la surface de guidage 6132 de la paroi de maintien.

[60] La paroi 601 comprend en outre une surface de fermeture en contact avec le ressort, fermant le logement à balai 613 à une extrémité radiale externe. De l’autre extrémité radiale le logement est ouvert permettant au balai 13 d’être en contact avec le collecteur 222.

[61] La paroi de support 600 est délimitée par la paroi formant la surface de guidage 6130 du logement du balai 613.

[62] Autrement dit, la cage à balai positif 60 représentée sur la figure 4 comprend une face de support faisant face à la rondelle porte-balais 51 comprenant une surface transversale de la paroi de support 603 au milieu de deux surfaces transversales des parois latérales et une surface transversale du fond 601. Dans cet exemple de ce mode de réalisation, la cage à balai positif 60 est identique à la cage à balai négatif 61. Dans la suite de cet exemple de ce mode de réalisation seule une cage à balai positif 60 est décrite appelée cage à balai 60.

[63] Selon l’exemple représenté du premier mode de réalisation la première et la deuxième parois latérales 603 comprennent chacune une partie haute s’étendant à partir de la paroi de maintien 602, une partie basse s’étendant à partir de la paroi de support 600 et un rail 653 s’étendant radialement et séparant la partie haute de la partie basse. Le rail 653 est situé à l’opposé d’une des deux surfaces de guidage 6133 de la paroi latérale 603.

[64] Dans cet exemple de ce mode de réalisation, la rondelle porte balai 51 comprend d’un côté une première patte de coulissement 53A et une deuxième patte de coulissement 53B, situées dans le rail 653 de la première paroi latérale et une patte de coulissement 53 située dans le rail 653 de la deuxième paroi latérale 603’ de la cage à balai 60. La première patte de coulissement 53A est située plus proche de l’axe de rotation que la deuxième patte de coulissement 53B.

[65] La cage à balai 60 est donc maintenue axialement et guidée radialement par les pattes de coulissement dans le rail 653.

[66] Dans un autre exemple non représenté, la rondelle porte-balais 51 comprend deux pattes de coulissements 53A, 53B pour chacun des rails 653 de la cage à balai 60.

[67] Chaque rail 653 débouche sur une face arrière de la paroi latérale faisant face à la culasse 210. C’est-à-dire que la face arrière comprend une surface du fond 601. Le rail 653 débouche en outre sur une face avant de la paroi latérale 603 en vis-à-vis du collecteur 222. Ainsi la cage à balai 60 a été montée en coulissant radialement la cage à balai 60 sur la rondelle portebalais 51 par le biais des rails 653 et des pattes de coulissement 53A, 53B et 53 soit de l’extérieur vers l’intérieur soit de l’intérieur vers l’extérieur par rapport à l’axe de rotation X.

[68] Le relief de maintien de la cage à balai 60 est un trou de maintien 6533 dans ladite partie basse de la première paroi latérale 603.

[69] Le trou de maintien 6533 en l’occurrence est débouchant sur la face de support et la face latérale de la première paroi latérale 603. Le trou de maintien 6533 forme une première butée radiale 6536 une deuxième butée radiale 6537 opposées à la butée radiale 6536 et en l’occurrence dans cet exemple une butée axiale 6538. Le trou de maintien 6533 comporte en outre une paroi latérale non référencée.

[70] Le relief de maintien de la rondelle porte-balais 51 est un ergot de maintien 533 situé dans le trou de maintien 6533, la cage à balai 60 étant maintenue en position par la coopération dudit ergot de maintien avec ledit trou de maintien 6533.

[71] Selon une première mise en œuvre de cet exemple, l’ergot de maintien 533 est en contact avec la deuxième butée 6536. Dans ce premier cas, l’ergot de maintien 533 et la butée retiennent radialement la cage à balai 60. Cela permet de faciliter l’insertion du porte balai dans la culasse.

[72] Selon une variante de cette mise en œuvre de ce premier exemple de ce premier mode de réalisation, un jeu est situé entre l’ergot de maintien 533 et la première butée de maintien 6536 et en ce que la fond 601 est en contact avec la culasse 210.

[73] Dans cet exemple, l’ergot de maintien 533 est en contact contre la butée axiale 6538 et en ce que la première patte et la deuxième patte de coulissement 53A, 53B contre une surface transversale du rail 653 de la première paroi latérale 603. La butée axiale est une surface transversale.

[74] Dans cet exemple en l’occurrence l’ergot de maintien 533 est maintenu dans le trou de maintien 6533 par déformation plastique de l’ergot de maintien 533. Ainsi l’ergot de maintien 533 pince un muret du rail 653 de la paroi latérale avec les deux pattes de coulissement 53A et 53B permettant de diminuer les vibrations de la cage à balai 60.

[75] Ainsi, l’ergot de maintien 533 maintien dans cet exemple radialement par le biais des butées du trou de maintien 6533 et axialement et angulairement en coopérant avec les pattes de coulissement 53A et 53B.

[76] Dans ce mode de réalisation, l’ergot de maintien 533 est situé entre la première et la deuxième patte de coulissement 53A, 53B. En l’occurrence, les pattes de coulissement 53A, 53B et l’ergot de maintien 533 sont issues d’un découpage et de pliage d’une plaque de la rondelle porte-balais. La rondelle porte-balais 51 comprend donc une première ouverture sous la première paroi latérale 603 et une deuxième ouverture sous la deuxième paroi latérale 603’.

[77] Dans ce mode de réalisation, la rondelle porte-balais 51 comprend sous chaque cage à balai positif et négatif 60, 61 un muret 510 en contact avec la paroi de support 600 pour renforcer le porte balai 5.

[78] Selon un autre exemple de ce premier mode de réalisation, le démarreur est identique au premier exemple sauf en ce que le porte balai 5 comprend des cages à balai positif et négatif 60A représentées sur la figure 5. La cage à balai 60A est identique à la cage à balai 60 du premier exemple sauf en ce que le trou 6533A de la cage à balai 60A est débouchant dans le rail 653.

[79] Dans cet exemple l’ergot de maintien 533 peut par exemple être déformé plastiquement dans le trou 6533A et par exemple plaqué contre une surface latérale 6539 du trou 6533A s’étendant du fond du rail 653. Dans ce cas l’ergot de maintien 533 maintien la rondelle porte-balais radialement mais aussi angulairement en plaquant le rail de la deuxième paroi latérale 603’ contre la patte de coulissement 53.

[80] La figure 6 représente un porte balai 5B d’un démarreur selon un deuxième mode de réalisation identique au premier mode de réalisation sauf en ce que le porte balai 5B est différent au moins en ce que la paroi de support 600B de chaque cage à balai positif 60B est formée par une languette isolante située dans une ouverture de la rondelle porte-balais 5B. En effet dans le premier mode de réalisation et la paroi de support est au-dessus d’un muret situé entre la première et la deuxième ouverture. Ainsi dans ce mode de réalisation du fait qu’au moins une partie de la paroi de support 600B est située dans un plan transversal comprenant la plaque de la rondelle portebalais, la longueur axiale du balai est plus importante que dans le premier mode de réalisation.

[81] Dans ce mode de réalisation, la rondelle porte-balais 51B ne comporte plus de muret, en effet les languettes formant la paroi de support 600B sont situées chacune entre la première ouverture située sous la première paroi latérale 603 et la deuxième ouverture située sous la deuxième paroi latérale 603’.

[82] Selon cet exemple représenté, le porte balai 5B comprend une pièce annulaire additionnelle comprenant au moins un corps annulaire 56B et les languettes formant les parois de support 600B des cages à balai positif 60B et les cages à balais négatif 61 B, dans lequel chacune des languettes s’étend radialement depuis le corps annulaire 56B, la pièce annulaire étant montée sur la rondelle porte balai 51 B. La figure 7 représente la pièce annulaire additionnelle et la rondelle porte-balais 51 B. En l’occurrence la pièce additionnelle est surmoulée sur la rondelle porte-balais 51B permettant ainsi de fixer les languettes isolantes formant les parois de support des cages à balais.

[83] La figure 8 représente partiellement une cage à balai positif 60B du porte balai 5B du deuxième mode de réalisation. La cage à balai positif 60B est identique à la cage à balai positif 60 du premier exemple du premier mode de réalisation sauf en ce que la paroi de support 600B est emboîtée entre les faces latérales 603 et le fond 601 de la cage à balai. En effet dans le premier mode de réalisation la paroi de support 600, le fond 601, les faces latérales 603 et la paroi de maintien 602 sont monobloc. La figure 8 montre ainsi la cage à balai 60B sans sa languette, c’est-à-dire sans sa paroi de support 600B fermant une partie axiale du logement à balai 613.

[84] Selon un deuxième exemple de ce deuxième mode de réalisation, le porte balai 5B comprend des cages à balai positif 60C, selon un autre exemple, dont une cage à balai positif 60B est représentée partiellement selon la figure 9.

[85] La cage à balai positif 60c de ce deuxième exemple est identique à la cage à balai 60B du premier exemple sauf en ce que le trou de maintien 6533A est débouchant dans le rail 653 comme dans le deuxième exemple du premier mode de réalisation. L’ergot de maintien 533 de la rondelle portebalais 51B est donc positionné comme dans le deuxième exemple du premier mode de réalisation, c’est à dire en étant en contact avec la surface latérale 6539 du trou 6533A.

[86] Dans les deux exemples de ce deuxième mode de réalisation, les cages à balai négatif 61 B, 61C sont identiques aux cages à balais positif selon le premier exemple 60B, ou respectivement le deuxième exemple 60C, décrites précédemment.

[87] Selon un autre exemple non représenté de ce deuxième mode de réalisation, le porte balai est différent du porte balai 5B en ce que les cages à balai négatif sont différentes des cages à balai positif 60B ou 60C en ce que la rondelle porte-balais comprend un muret 510 par cage à balai négatif décrit dans le premier mode de réalisation et en ce que la rondelle porte-balais comprend un muret sous chaque balai négatif formant la paroi de support de la cage à balai négatif. Ainsi dans cet exemple, les languettes additionnelles isolantes sont en contact avec les balais positifs et les murets de la rondelle porte-balais sont en contact avec les balais négatif.

[88] Dans ces exemples de ces deux modes de réalisation décrits précédemment, l’épaisseur axiale de la paroi de support 600, 600A, 600B, 600C est inférieure à celle du relief de maintien, en l’occurrence l’ergot de maintien 533 de la cage à balai positif 60, 60A, 60B, 60C, ou de la cage à balai négatif 61, 61 B. Par épaisseur axiale on entend l”épaisseur mesurée axialement c’est-à-dire parallèlement à l’axe de rotation. Ainsi, le porte balai de l’invention a un balai axialement plus long d’au moins cette différence de longueur par rapport à l’art antérieur à iso distance axiale de la surface de guidage de la paroi de maintien par rapport à la rondelle porte-balais.

[89] Selon un mode de réalisation pouvant être combiné aux modes de réalisation précédent, l’épaisseur de la paroi de support est inférieure à celle du relief de maintien de la rondelle porte-balais.

[90] Selon un mode de réalisation pouvant être combiné aux modes de réalisation précédent, dans lequel le relief de maintien de la rondelle portebalais comprend au moins une partie dans un plan transversal coupant le balai.

[91] Selon un mode de réalisation pouvant être combiné aux modes de réalisation précédent, dans lequel le relief de maintien de la cage à balai ίο comprend au moins une partie dans un plan transversal coupant le balai.

[1] Naturellement, l’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation décrits en référence aux figures et des variantes pourraient être envisagées sans sortir du cadre de l’invention.

Claims (10)

1. Revendications

   1- Démarreur (A) pour démarrer un moteur thermique d’un véhicule automobile, comprenant :

   a. un moteur électrique (2) comprenant un rotor (22) ayant un axe de rotation (X) et un stator (21), le stator (21) comprenant une culasse (210), le rotor (22) comprenant un arbre rotor (221) et un collecteur (222),

   b. un porte balais (5) comprenant :

   i. une rondelle porte balais (51, 51 B) comportant un relief de maintien, ii. des cages à balai positif (60; 60A, 60B, 600) et des cages à balai négatif (61 ) montées sur la rondelle porte-balais (51, 51 B), iii. un ressort par cage à balai et iv. au moins un balai (13) par cage à balai (60; 60A, 60B, 60C, 61 ), au moins une des cages à balai (60; 60A, 60B, 60C, 61) comprenant un logement à balai (613) dans lequel est monté le balai (13) correspondant en étant en contact avec le collecteur (222) et le ressort correspondant exerçant une force sur le balai (13) en direction du collecteur (222), au moins une des cages à balai (60; 60A, 60B, 600, 61) comprenant :

   - une paroi de support (600, 600B) montée sur la rondelle porte balai (51, 51 B),

   - un fond (601, 601 B), le ressort étant monté entre le fond(601, 601 B) et le balai (13),

   - une paroi de maintien (602), une première paroi latérale (603, 603A) et une deuxième paroi latérale (603'), chacune des deux parois latérales (603, 603’) s’étendant entre la paroi de support (600, 600B) et la paroi de maintien (602) et sont reliées ensemble par le fond (601,601 B) de la cage à balai (60; 60A, 60B, 600, 61 ), dans lequel la première paroi latérale (603, 603A) comprend un relief de maintien complémentaire avec le relief de maintien de la rondelle porte-balais (51, 51 B) pour maintenir la cage à balai (60; 60A, 60B, 60C, 61) radialement vers l’extérieur et vers l’intérieur.
2. 2- Démarreur selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins une des deux parois latérales (603, 603’) comprend :

   a. une partie haute s’étendant à partir de la paroi de maintien,

   b. une partie basse s’étendant à partir de la paroi de support et

   c. un rail (653) s'étendant radialement et séparant la partie haute de la partie basse, la rondelle porte balai comprenant au moins une patte de coulissement, la cage à balai (60, 61) étant maintenue axialement et guidée radialement par au moins la patte de coulissement (53, 53A, 53B) dans le rail (653).
3. 3- Démarreur selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le relief complémentaire de la cage à balai (60, 61) est un trou de maintien (6533, 6533C) dans la première paroi latérale (603, 603A) et en ce que le relief de maintien de la rondelle porte-balais (51, 51 B) est un ergot de maintien (533) situé dans le trou de maintien (6533, 6533C), la cage à balai (60, 61) étant maintenue en position par la coopération dudit ergot de maintien (533) avec ledit trou de maintien (6533, 6533C).
4. 4- Démarreur selon la revendication 3, dans lequel le trou de maintien forme une butée axiale (6538) et en ce que l’ergot de maintien (533) est en appui contre la butée axiale (6538).
5. 5- Démarreur selon la revendication 2 et la revendication 3 ou 4, dans lequel la rondelle porte-balais (51, 51 C) comprend deux pattes de coulissement (53A, 53B) dans le rail (653) et en ce que l’ergot de maintien (533) est situé radialement entre les deux pates de coulissement (53A, 53B).
6. 6- Démarreur selon la revendication 2 et l’une des revendication 3 à 5, dans lequel le trou de maintien (6533A) est débouchant dans le rail de la cage à balai (60A, 60C).
7. 7- Démarreur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la rondelle porte-balais (51, 51 B) comprend une première ouverture sous la première paroi latérale (603) et une deuxième ouverture sous la deuxième paroi latérale (603’).
8. 8- Démarreur selon la revendication 7, dans lequel la rondelle porte-balais (51) comprend un muret (510) entre la première et la deuxième ouverture et en ce que le muret (510) est en contact avec la paroi de support (600).
9. 9- Démarreur selon la revendication 7, dans laquelle la paroi de support (600B) est une languette additionnelle isolante située axialement dans la rondelle porte-balais (51 B) entre la première ouverture et la deuxième ouverture.
10. 10- Démarreur selon la revendication 9, dans lequel le porte balai (5B) comprend une pièce annulaire additionnelle comprenant au moins un corps annulaire (568) et les languettes formant les parois de support (600B) des cages à balais (60B, 60C, 61 B, 61 C), dans lequel chacune des languettes s'étend radialement depuis le corps annulaire (56B), la pièce annulaire (56B) étant montée sur la rondelle porte balai (51 B).