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Dispositif électrique de démarrage pour moteurs à combustion
L'invention concerne un dispositif électrique de démarrage pour moteurs à combustion comportant un pignon embrayable et débrayable en direction axiale et un interrupteur magnétique monté dans le circuit de courant principal.
Dans les dispositifs de démarrage connus jusqu'à présent, l'avancement du pignon vers la couronne dentée du moteur est presque sans exception produit par un filet taillé sur la bro- che portant le pignon, tandis qu'on essaie, avec plus ou moins de succès, d'influencer l'opération d'embrayage de façon à éviter les grippages de pignon, qui se produisent facilement, ou à réduire tout au moins leurs effets nuisibles sur les dents.
Pour ainsi dire toutes les inventions et tous les perfectionne- ments qui ont été réalisés dans ce domaine, ont pour but unique
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de créer un démarreur dans lequel la mise en engrènement du pignon avec la couronne dentée se fait avec le plus haut degré de sûreté, sans provoquer des détériorations des dents du pi- gnon même ou de la couronne dentée du moteur, et dans lequel l'engrènement ne se relâche pas prématurément par suite d'allu- mages initiaux individuels du moteur, car cela conduit également à des détériorations des dents, puisque dans ce cas on n'attend la plupart du temps pas jusqu'à l'arrêt complet du moteur avant d'effectuer un nouveau démarrage.
En outre, le démarrage répété provoque 'une sollicitation abusive de la batterie de démarrage et une perte de temps indésirable.
Toutes les conditions qui peuvent être posées à un demar- reur sont maintenant remplies d'une façon parfaite par la pré- sente invention, grâce au fait que l'avancement du pignon est produit par une broche filetée qui est séparée de l'organe por- tant le pignon et dont une extrémité repose librement dans un taraudage formé à l'intérieur de l'arbre d'induit, tandis que son autre extrémité est montée dans un dispositif mécanique tra- vaillant automatiquement et suivant obligatoirement ses mouvements longitudinaux, qui, d'une part, empêche la rotation de la broche filetée pendant l'avancement du pignon et la libère de nouveau après l'embrayage complet de celui-ci, et qui, d'autre part, dans le cas où le pignon rencontre de la résistance au cours de l'embrayage,
interrompt passagèrement son avancement et lui permet en même temps d'occuper une autre position angulaire.
Un exemple d'exécution de l'objet de l'invention est illus- tré aux dessins annexés, dans lesquels:
Fig. 1 montre une vue en coupe longitudinale axiale du dispositif de démarrage se trouvant dans la position de repos;
Fig. 2 est une vue similaire du démarreur dans la position de travail,
Fig. 3 est une vue an bout du mécanisme de commande monté dans le boîtier, prise de l'arrière avec couvercle enlevé,
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Fig. 4 est une vue fragmentaire en coupe, à plus grande échelle et suivant la flèche A en Fig. 3, du système de contact secondaire monté dans le boîtier,
Fig. 5 est une vue partielle à plus grande échelle, prise d'au-dessus suivant la flèche B en Fig. 3, représentant les contacts avec un organe commandant.ceux-ci,
Fig.
6 est une vue partielle à plus grande échelle, prise d'au-dessus suivant la flèche C en Fig. 5, représentant les contacts avec un organe verrouillant ceux-ci, et
Fig. 7 montre un schéma de couplage de l'installation.
Le dispositif comporte un moteur de démarrage, dont l'ar- bre d'induit creux 1 est monté dans les deux paliers 2 et 3, et dont le bobinage de champ est constitué par trois bobinages partiels, à savoir un bobinage de champ principal 4, un bobi- nage d'embrayage 5 et un bobinage auxiliaire 6, dont la coopé- ration sera décrite ci-après. A l'intérieur de l'arbre d'induit creux est montée une broche de pignon 7, dont une extrémité por- te un pignon denté 8 qui est fixé rigidement à la broche. La broche de pignon est agencée de façon à pouvoir être aisément déplacée longitudinalement dans l'arbre d'induit creux 1 et est maintenue dans sa position de repos par un ressort 9.
La partie de la broche, qui se raccorde directement au pignon, présente une'ou plusieurs rainures longitudinales 10, dans lesquelles s'engagent des saillies de forme correspondante prévues dans le forage d'un manchon fileté 11, par lesquelles la broche de pignon est entraînée en rotation par l'induit pendant son cou- lissement longitudinal dans l'arbre d'induit. Une des extrémités du manchon fileté 11 s'étend jusque dans le palier Z, tandis que son autre extrémité est pourvue extérieurement d'un filet à pas rapide 12, portant un écrou de pression 13 pourvu d'un taraudage de forme correspondante.
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Le manchon fileté 11 n'est pas monte, directement dans le palier 2, maisdans un prolongement cylindrique,monté à rotation dans ce palier, d'une partie rotative 14 en forme de couvercle, d'un accouplement à disques de friction 15. Le boîtier 16 de l'accouplement à disques de friction est formé par un évasement de l'extrémité de l'arbre d'induit 1, lequel évasement est pour- vu de fentes longitudinales 17, dans lesquelles s'engagent les languettes des disques de friction extérieurs 18; les lan- guettes des disques de friction intérieurs 19 s'engagent dans des fentes longitudinales de l'écrou de pression 13. L'accou- plement à disques de friction agit en même temps comme protec- tion contre la surcharge, puisque les disques de friction pati- nent lorsqu'on dépasse un moment de torsion détermine réglable.
Lors de la transmission de son moment de torsion à la. broche de pignon, l'écrou de pression 13 se visse sur le filet rapide l'Il' du manchon fileté 11 et s'applique contre les disques de friction 18, 19 en engendrant ainsi le calage frictionnel néces- saire à, la. transmission du moment de torsion. Si, d'autre part, la vitesse angulaire du pignon dépasse à un certain moment celle de l'induit, dans le sens de l'avance, par exemple lors de la mise en marche du moteur, l'ecrou de pression 13 se visse quel- que peu vers le côté opposé et relâcne les disques de friction, de façon . supprimer leur calage frictionnel. Dans ce cas, l'accouplement agit comme accouplement à roue libre.
L'extrémité opposée au moteur de démarrage présente, dans une pièce rapportée en forme de coiffe 20, un interrupteur ma- constitué par une bobine d'interrupteur 21, un noyau de bobine 32 et un pont de contact mobile 23 qui est réuni à. isolement avec le noyau de bobine. Le contact fixe 24, qui est situé en regard d'un des bras du pont de contact, se termine par une barre de raccordement 25, qui est conduite de façon isolée
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vers l'extérieur et sert à la connexion à une source de cou- rant 26, tandis que le contact fixe 27, qui'est situe en regard de l'autre bras du pont de contact, est connecté à une extrémité du bobinage de champ principal 4.
Au pont de contact mobile 23 est encore relié, à isolement, un levier de blocage rigide @ 28 et celui-ci porte, à son tour, un étrier de commande hori- zontal 9, dont l'extrémité extérieure est pourvue d'une douille isolante 29' (Figs. 4 et 5). Le fonctionnement de ce dispositif sera décrit dans la suite.
Un dispositif d'accouplement 31, qui est établi sous la forme d'un accouplement à disques dentés et agit comme roue libre, est fixé à déplacement longitudinal à la face extérieure du palier d'extrémité postérieur 3, sur deux boulons de guidage 30 disposés de façon fixe sur le palier. Ce dispositif d'accou- plement est porté par une plaque de guidage non rotative 32 qui est pourvue de douilles de guidage 60 pouvant coulisser sur les deux boulons de guidage 30. Le boîtier d'accouplement 33 pré- sente, sur une face, un tourillon concentrique 34, au moyen duquel il peut être monté à rotation dans la plaque de guidage 32. L'autre face a la forme d'un boîtier ouvert, lequel est fermé par un couvercle perforé 35 qui est fixé rigidement à ce boîtier.
La face intérieure du couvercle est munie de dents d'accouplement 36 dirigées radialement, tandis qu'à l'intérieur du boîtier est posé librement un disque d'accou- plement 37, dont la face tournée vers le couvercle denté est dentée tout comme le couvercle, de sorte que les deux éléments peuvent être accouplés rigidement l'un avec l'autre. Le jeu longitudinal ménagé pour le disque denté 37 dans le boîtier est suffisamment grand pour assurer un dégagement parfait des dents d'accouplement respectives, et son diamètre est déterminé de telle façon qu'une certaine résistance faible s'oppose à sa rotation libre dans le boîtier d'accouplement. Il est
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également possible de disposer une bague élastique a sa péri- phérie, afin de produire une faible action de freinage.
Le centre du disque denté 37 est perforé et pourvu d'un filet à pas rapide ; en est de même pour l'extrémité posté- rieure de l'arbred'induit 1, et une broche filetée 38, sur la longueur totale de laquelle est taillé un filet rapide ¯de di- mensions correspondantes, est simultanément montée à rotation dans les deux filetages intérieurs mentionnés. L'extrémité de la broche, qui est montée dans le disque denté, peut être empê- chée de se dévisser complètement.
Une came 39 en forme d'étoile est placée de façon non rotative sur le prolongement du touril- lon de palier 34 du boîtier d'accouplement 33, tandis qu'à la plaque de guidage non-rotative 32 sont articulés deux leviers 40, agencés de part et d'autre de l'étoile, chacun de ces leviers portant un galet rotatif 41 s'engageant dans les encoches de la came. Les extrémités des laviers, qui sont prolongées au- delà des galets, sont tirées l'une vers l'autre par un ressort commun 42, de sorte que l'étoile 39 est serrée entre les galets 41 et peut seulement se déplacer angulairement contre la résis- tance du ressort 42.
Un levier coudé 43, dont le palier est désigne par 44, est articulé à la face extérieure du palier 3, au-dessus de l'endroit de support de l'arbre d'induit. Un des bras du le- vier coudé occupe une position approximativement horizontale, et porte, à proximité de son extrémité, un ga.let rotatif 45.
Au-delà du galet, le levier forme une corne 46 qui s'applique dans la position de repos contre le côté inférieur du levier de blocage 20, sous l'action d'un ressort 47 qui poussc le dit bras du levier coudé vers le haut. Le deuxième oras 48 forme un angle aigu avec la face frontale du palier 3 et agit comme levier de pression, qui provoque un pivotement du levier coudé 43 lorsque le dispositif d'accouplement 31 s'avance dans la
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direction du palier 3 et exerce une pression sur le levier de pression 48.
La plaque de guidage non rotative 32 du dispositif d'accouplement présente un verrou 49 s'étendant vers le haut, qui vient se placer derrière le galet 45 lorsque le dispositif d'accouplement est avancé, jusqu'à ce que le levier de pression 48 fasse pivoter le levier coudé 43 vers le bas.
Dans la coiffe 20 se trouve un système de contact secondaire commandé par des organes mobiles de démarrage, dont la fonction et la structure interne ressortent du schéma de couplage montré en Fig. 7. La construction mécanique est représentée en Figs.3 et 4. Ce système de contact comporte essentiellement trois res- sorts de contact 50,51 et 52, disposés l'un au-dessus de l'au- tre, qui sont fixés par une vis commune 53 à la plaque d'inter- rupteur 54, d'une façon complètement isolée.
Ces trois ressorts de contact forment deux contacts D et E, auxquels le ressort médian 51 est commun, ce ressort pouvant former un contact fer- mé, soit avec le ressort extérieur 50, soit avec 'le ressort in- térieur 52..Pour cette raison, le ressort médian est établi sous la forme d'un ressort de contact double, étant pourvu d'un contact sur chacune de ses deux faces.
Le ressort de contact 50 est relié directement à la source de courant 26 par la barre de raccordement 25, tandis qu'une extrémité du bobinage d'embrayage 5 est'raccordée au ressort de contact 51, de sorte que, lors de la fermeture du contact D, le bobinage d'embrayage 5 est excité' en parallèle avec le bobi- nage de champ principal 4 qui n'est pas encore sous courant.
Par ailleurs, le troisième ressort 52 .est relié à une extrémité du bobinage auxiliaire 6, de sorte que, lors de la fermeture du contact E, le contact D est interrompu en premier lieu, après quoi il se produit un couplage en série des deux bobinages 5 et 6. Le courant qui alimente maintenant ce circuit est dérivé de l'extrémité du bobinage de champ principal 4 et il se produit
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alors une inversion du sens du courant dans lebobinage d'em- brayage 5.
Les trois ressorts possèdent tous une tension ini- tiale déterminée, sous l'effet de laquelle les extrémités li- 'ares des deux ressorts 51 et 52, .s'appliquent contre leurs cames de butée, prévues à, une butée isolée 55, tandis que le ressort 50 est mis sous une tension initiale de sens opposé, de sorte qu'il tend à maintenir le contact D constamment fermé.
Cela est toutefois empêché par l'étrier de commande 29, qui soulève le ressort 50 de son contre-contact lorsque l'interrupteur, et donc le dispositif de démarrage, se trouve dans la position de repos. 'est seulement lorsque le pont de contact mobile 23 a parcouru une faible partie de sa course de commatation, que le ressort 50 est libéré et peut produire la fermeture du conta.ct D sous l'effet de sa tension initiale.
Pendant que le pont de contact de l'interrupteur magnétique continue d'avancer, l'étrier de commande 29 presse alors le ressort de contact dou- ble 51 contre le ressort 52 et ferme ainsi le contact , tandis que l'extrémité libre du ressort 50 vient maintenant s'arrêter , son tour contre la butée isolée 55 et, puisque le ressort 50 ne peut pas suivre davantage le ressort 51, le contact L est denouveau interrompu.
Lors du retour du pont de contact mobile 23 avec 1'strier de commande 29 dans la, position de départ, le contact E est en premier lieu de nouveau interrompu par la tension élastique pro- pre du ressort de contact double 51 et, puisque le ressort 50 se trouve encore contre la butée isolée 55, il existe le danger d'une fermeture indésirable, bien que courte, du contact D,. jusqu'au moment ou le ressort 50 est de nouveau dégagé de la butée 55 par l'étrier de commande 29 qui effectue sa course de retour.
Afin de prévenir cela, la plaque de guidage non rotati- ve 32 du dispositif d'accouplement est pourvue, sur une de ses faces, d'un doigt de retenue 56 qui porte une douille isolante
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56' à son extrémité supérieure, tandis que, d'autre part, le' ressort de contact double 51 présente une patte 57 faisant sail- lie latéralement, contre laquelle peut s'appliquer le doigt de retenue 56.
On assure ainsi que le ressort de contact 51 soit verrouillé dans la position fermant le contact E, par le doigt de retenue 56 fixé au dispositif d'accouplement 31 qui a été avancé, et que le dit contact ne puisse pas s'ouvrir avant que le dispositif d'accouplement ne retourne de nouveau dans sa position de départ, ce qui peut seulement se faire après l'ou- verture de l'interrupteur magnétique, étant donné que le dis- positif d'accouplement qui a été avancé est verrouillé dans cette position par le pont de l'interrupteur magnétique.
Le démarreur travaille de telle façon que le démarrage soit déclenché par la pression sur un bouton de contact 58, par suite de quoi un courant d'excitation est conduit à travers la bobine 21 de l'interrupteur magnétique, tandis que son noyau 22 est attiré avec le pont de contact 23 jusqu'à ce que le levier de blocage 28 relié à ce dernier s'applique contre le galet 45 et met provisoirement fin à la poursuite de l'avancement du pont de contact. Le court chemin que le pont a parcouru jusqu'à ce moment suffit pour fermer le contact D et exciter le bobinage d'embrayage 5 du champ, de telle façon que l'induit tourne vers l'arrière à vitesse réduite.
Par suite du mouvement de retour de l'induit, le filet à pas rapide de la broche filetée 38 se visse d'abord plus profon- dément dans le dispositif d'accouplement 31, jusqu'à ce que son extrémité s'applique contre le fond de la partie 33 et que le disque denté 37 presse contre les, dents du couvercle 31. De ce fait, l'accouplement à disques dentés devient desmodromique et maintient fermement la broche filetée, de sorte qu'elle peut se visser plus profondément dans l'extrémité de l'arbre d'induit, pendant que l'induit tourne davantage vers l'arrière. Elle exerce
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alors une poussée sur 1'extrémité de la broche de pignon 7,. qui avance de ce fait le pignon vers la couronne dentée 59 du moteur.
En même temps, le dispositif d'accouplement 31 est déplacé longituainalement dans le même sens sur ses boulons de guidage 30.
S'il se fait maintenant que les dents du pignon peuvent pénétrer sans plus dans la couronne dentée du moteur, la broche de pignon 7 est complètement expulsée par la broche filetée 38 @ l'arbre ' qui se visse dans d'induit, en avançant simultanément le dis- positif d'accouplement 31 d'une même distance, jusqu'à ce que sa face antérieure pousse contre le levier de pression 48 du levier coudé 43 et fasse pivoter celui-ci.
A ce moment, le verrou 49 prévu à la plaque de guidage non-rotative 32 du dispositif d'accouplement 31 vient se placer derrière le galet 45 qui s'abaisse, et le pont de contact 23 de l'interrupteur magnétique, qui est en même temps libéré du verrouillage, est maintenant attiré complètement, fanais que le bord inférieur de son levier de blocage 8 vient se placer directement au- dessus du galet 45, de sorte que le dispositif d'accouplement doit forcément rester dans la position d'embraya- ge aussi longtemps que dure l'excitation de la bobine magnétique, c'est-à-dire aussi longtemps qu'une pression est exercée sur le bouton de contact 58.
Par suite de l'attraction du pont de contact, le circuit du courant de champ principal est fermé et en même temps l'étrier de commande 9 renverse le ressort de contact 51, de sorte que le contact D est ouvert et le contact E est ensuite fermé. Ueci a pour conséquence que le courant excitant le bobinage d'emoraya- ge 5 parcourt maintenant ce bobinage en sens inverse, de sorte qu'il agit alors dans le même sens que le bobinage de champ prin- cipal 4 et que leurs deux actions s'additionnent. Dans le circuit
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de courant dérivé, qui est ainsi ajouté au couplage (voir sché- ma de couplage en Fig. 7), se trouve encore le bobinage auxi- liaire 6, monté en série avec le bobinage d'embrayage 5 et agissant dans le même sens que celui-ci. Ce bobinage auxiliai- re a pour rôle de soulager le bobinage d'embrayage.
Puisque ce dernier doit engendrer un moment de torsion relativement grand pendant l'opération d'embrayage, il est soumis à une charge spécifique très élevée et, puisqu'il est parcouru par le cou- ranty non seulement pendant l'embrayage, mais aussi pendant tout le processus de démarrage, et que ce processus peut durer 'jusqu'à 10 secondes et même davantage, le dit bobinage d'embraya- ge devrait s'échauffer exagérément. L'embrayage proprement dit dure toutefois au maximum environ une seconde, de sorte que la haute charge spécifique ne peut pas avoir des conséquences nui- sibles en ce court .laps de temps.
Ensuite, la mise en circuit du bobinage auxiliaire en série avec le bobinage d'embrayage, qui se fait simultanément avec celle du bobinage de champ prin- cipal, produit, par sa résistance additionnelle, une réduction du courant parcourant le shunt; par le gain de spires ainsi réalisée, on compense toutefois la chute d'ampère-tours qui est sinon inévitable.
Le processus de démarrage ne se fait cependant pas toujours aussi aisément. Il arrive fréquemment que les dents du pignon ne trouvent pas les creux correspondants des dents de la cou- ronne dentée du moteur et que les dents butent alors l'une sur l'autre. En pareil cas, l'avancement du pignon, qui est produit par le filet à pas rapide de la broche filetée 38, est instan- tanément interrompu, en empêchant une détérioration mutuelle. des dents.
Cela est réalisé grâce au fait que le dispositif d'accouplement 31, dont les dents 36 se trouvent encore en liai- son desmodromique, est déplacé angulairement par l'induit jus- qu'à ce que les galets 41 des leviers 40 montent sur les pointes
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les plus proches de l'étoile, en engendrant la tension la plus grande du ressort 42 lorsqu'ils atteignent le point le plus élevé.
Lorsque ce point est dépassé, le ressort imprime à l'étoile 39 et donc aussi à, la broche filetée 38, par l'inter- médiaire des galets 41 se déplaçant maintenant vers l'intérieur des encoches, une rotation brusquement accélérée dans le sens de l'avance, par suite de laquelle le filet de cette broche 38 subit un relâchement momentané, de sorte que sa poussée contre la broche de pignon 7 est passagèrement interrompue et que la position angulaire du pignon par rapport à la couronne dentée 59 peut être modifiée par l'induit qui poursuit sa rotation.
Immédiatement après, le processus se répète, le pignon avançant de nouveau contre la couronne dentée du moteur et cela se répète jusqu'a ce que le pignon puisse finalement s'engager sans difficulté dans les dents de la couronne.
Le moteur est maintenant lancé et la rotation accélérée dans le sens de l'avance, qui est imprimée au pignon par la mise en marche du moteur, provoque un relâchement de la pression axiale sur les disques de l'accouplement à disques de friction 15, le filet sur la douille 11 faisant reculer l'écrou de pres- sion 13. La rotation accélérée imprimée au pignon ne peut donc pas se communiquer à l'induit, de sorte que celui-ci est pré- servé d'endommagements par des forces centrifuges excessivement élevées. Dès que le moteur s'est mis correctement en marche, le bouton de contact 58 peut de nouveau être relâché.
De ce fait, la bobine d'interrupteur magnétique 21 n'est plus parcourue par du courant; son pont de contact mobile 23 est soulevé des con- tacts fixes 24, 27 par son ressort de pression et son levier de blocage 28 libère le galet 45 du levier coudé 43, tandis que l'étrier de commande 29, qui est relié au levier de blocage, soulève de nouveau le ressort de contact 50. Le levier coudé 43 se rendant alors dans sa position de départ, il supprime le ver-
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'rouillage du dispositif d'accouplement 31 et donc aussi de la broche de pignon 7, ces organes étant également ramenés dans leurs positions de départ par le ressort 9.
Ce n'est qu'alors que le doigt de retenue 56, qui est relié au dispositif d'ac- couplement, libère le ressort de contact 51 et rend ainsi im- possible leur mise en contact inopportune qui se produirait sinon par le soulèvement retardé du ressort de contact 50 par l'étrier de commande 29.
REVENDICATIONS.
1. Dispositif électrique de démarrage pour moteurs à com- bustion, comportant un pignon embrayable et débrayable en di- rection axiale et un interrupteur magnétique monté dans le cir- cuit de courant principal, caractérisé en ce que l'avance du pignon (8), lors de l'embrayage, est produit par une broche filetée (38) qui est séparée de l'organe portant le pignon et dont une extrémité repose librement dans un taraudage formé à l'intérieur de l'arbre d'induit (1), tandis que son autre ex- trémité est montée dans un dispositif mécanique travaillant automatiquement et suivant obligatoirement ses mouvements longitudinaux, qui, d'une part, empêche la rotation de la broche filetée pendant l'avancement du pignon et la libère de nouveau après l'embrayage complet de celui-ci, et qui, d'autre part,
dans le cas où le pignon rencontre de la résistance au cours de .l'embrayage, interrompt passagèrement son avancement et lui permet en même temps d'occuper une autre position angulaire.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Electric starting device for combustion engines
The invention relates to an electric starting device for combustion engines comprising a gear which can be engaged and disengaged in an axial direction and a magnetic switch mounted in the main current circuit.
In the starting devices known hitherto, the advance of the pinion towards the ring gear of the motor is almost without exception produced by a thread cut on the spindle carrying the pinion, while we try, with more or less successful, to influence the clutch operation so as to avoid pinion seizures, which occur easily, or at least to reduce their harmful effects on the teeth.
So to speak, all the inventions and all the improvements which have been made in this field have as their sole aim
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to create a starter in which the engagement of the pinion with the ring gear is done with the highest degree of safety, without causing damage to the teeth of the pinion itself or of the ring gear of the motor, and in which the meshing does not release prematurely as a result of individual initial engine ignitions, as this also leads to damage to the teeth, since in this case one does not usually wait until the engine comes to a complete stop before performing a new start.
In addition, repeated cranking causes excessive stress on the starter battery and undesirable waste of time.
All the conditions which can be set for a starter are now perfectly fulfilled by the present invention, owing to the fact that the advancement of the pinion is produced by a threaded spindle which is separated from the porous member. - both the pinion and one end of which rests freely in an internal thread formed inside the armature shaft, while its other end is mounted in a mechanical device working automatically and necessarily following its longitudinal movements, which, on the one hand, prevents the rotation of the threaded spindle during the advancement of the pinion and releases it again after the latter has fully engaged, and which, on the other hand, in the case where the pinion meets resistance during engagement,
temporarily interrupts its advancement and at the same time allows it to occupy another angular position.
An exemplary embodiment of the object of the invention is illustrated in the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 shows a view in axial longitudinal section of the starting device in the rest position;
Fig. 2 is a similar view of the starter in the working position,
Fig. 3 is an end view of the operating mechanism mounted in the housing, taken from the rear with the cover removed,
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Fig. 4 is a fragmentary sectional view, on a larger scale and along arrow A in FIG. 3, of the secondary contact system mounted in the housing,
Fig. 5 is a partial view on a larger scale, taken from above along arrow B in FIG. 3, representing contacts with a commanding body.
Fig.
6 is a partial view on a larger scale, taken from above along arrow C in FIG. 5, representing the contacts with a member locking them, and
Fig. 7 shows a circuit diagram of the installation.
The device comprises a starting motor, the hollow armature shaft 1 of which is mounted in the two bearings 2 and 3, and the field winding of which consists of three partial windings, namely a main field winding 4 , a clutch coil 5 and an auxiliary coil 6, the cooperation of which will be described below. Inside the hollow armature shaft is mounted a pinion pin 7, one end of which carries a toothed pinion 8 which is rigidly fixed to the pin. The pinion pin is arranged so that it can be easily moved longitudinally in the hollow armature shaft 1 and is held in its rest position by a spring 9.
The part of the spindle, which connects directly to the pinion, has one or more longitudinal grooves 10, into which protrusions of corresponding shape provided in the borehole of a threaded sleeve 11 engage, through which the pinion pin is. driven in rotation by the armature during its longitudinal sliding in the armature shaft. One of the ends of the threaded sleeve 11 extends into the bearing Z, while its other end is provided on the outside with a rapid-pitch thread 12, carrying a pressure nut 13 provided with a thread of corresponding shape.
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The threaded sleeve 11 is not mounted, directly in the bearing 2, but in a cylindrical extension, rotatably mounted in this bearing, of a rotating part 14 in the form of a cover, of a friction disc coupling 15. The housing 16 of the friction disc coupling is formed by a flaring of the end of the armature shaft 1, which flare is provided with longitudinal slots 17, in which the tongues of the friction discs engage exteriors 18; the tabs of the inner friction discs 19 engage in longitudinal slots of the pressure nut 13. The friction disc coupling acts at the same time as protection against overload, since the discs friction slips when exceeding a determined adjustable torque.
When transmitting its torque to the. pinion spindle, the pressure nut 13 is screwed onto the rapid thread Il 'of the threaded sleeve 11 and is applied against the friction discs 18, 19, thus generating the frictional setting necessary for the. transmission of torque. If, on the other hand, the angular speed of the pinion at a certain moment exceeds that of the armature, in the direction of advance, for example when the engine is started, the pressure nut 13 is screwed in slightly to the opposite side and release the friction discs, so. remove their frictional setting. In this case, the coupling acts as a freewheel coupling.
The end opposite the starter motor has, in a cap-shaped insert 20, a switch ma- constituted by a switch coil 21, a coil core 32 and a movable contact bridge 23 which is joined to. isolation with the coil core. The fixed contact 24, which is located opposite one of the arms of the contact bridge, ends with a connecting bar 25, which is conducted in isolation.
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outwards and serves for connection to a current source 26, while the fixed contact 27, which is located opposite the other arm of the contact bridge, is connected to one end of the field winding main 4.
To the movable contact bridge 23 is still connected, in isolation, a rigid locking lever @ 28 and this in turn carries a horizontal control bracket 9, the outer end of which is provided with a socket. insulator 29 '(Figs. 4 and 5). The operation of this device will be described below.
A coupling device 31, which is established in the form of a toothed disc coupling and acts as a freewheel, is longitudinally displaced to the outer face of the rear end bearing 3, on two guide bolts 30 arranged fixedly on the bearing. This coupling device is carried by a non-rotating guide plate 32 which is provided with guide bushes 60 which can slide on the two guide bolts 30. The coupling housing 33 has, on one side, a concentric journal 34, by means of which it can be rotatably mounted in the guide plate 32. The other face has the form of an open case, which is closed by a perforated cover 35 which is rigidly fixed to this case.
The inner face of the cover is provided with coupling teeth 36 directed radially, while inside the housing is freely placed a coupling disc 37, the face of which facing the toothed cover is toothed just like the cover, so that the two elements can be rigidly coupled with each other. The longitudinal play provided for the toothed disc 37 in the housing is large enough to ensure perfect clearance of the respective coupling teeth, and its diameter is determined such that a certain low resistance is opposed to its free rotation in the housing. coupling housing. It is
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It is also possible to have an elastic ring at its periphery, in order to produce a weak braking action.
The center of the toothed disc 37 is perforated and provided with a rapid thread; The same applies to the posterior end of the armature shaft 1, and a threaded pin 38, over the total length of which a rapid thread ¯ of corresponding dimensions is cut, is simultaneously mounted for rotation in the two internal threads mentioned. The end of the spindle, which is mounted in the toothed disc, can be prevented from unscrewing completely.
A star-shaped cam 39 is non-rotatingly placed on the extension of the bearing journal 34 of the coupling housing 33, while at the non-rotating guide plate 32 are articulated two levers 40, arranged on either side of the star, each of these levers carrying a rotating roller 41 engaging in the notches of the cam. The ends of the washers, which are extended beyond the rollers, are pulled towards each other by a common spring 42, so that the star 39 is clamped between the rollers 41 and can only move angularly against the spring resistance 42.
An elbow lever 43, the bearing of which is designated by 44, is articulated to the outer face of the bearing 3, above the place of support of the armature shaft. One of the arms of the angled lever occupies an approximately horizontal position, and carries, near its end, a rotating ga.let 45.
Beyond the roller, the lever forms a horn 46 which is applied in the rest position against the lower side of the locking lever 20, under the action of a spring 47 which pushes the said arm of the angled lever towards the high. The second oras 48 forms an acute angle with the front face of the bearing 3 and acts as a pressure lever, which causes a pivoting of the elbow lever 43 when the coupling device 31 advances into the
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direction of bearing 3 and exerts pressure on the pressure lever 48.
The non-rotating guide plate 32 of the coupling device has an upwardly extending latch 49, which moves behind the roller 45 as the coupling device is advanced, until the pressure lever 48 pivot the elbow lever 43 downwards.
In the cover 20 there is a secondary contact system controlled by movable starting members, the function and internal structure of which emerge from the coupling diagram shown in FIG. 7. The mechanical construction is shown in Figs.3 and 4. This contact system essentially comprises three contact springs 50, 51 and 52, arranged one above the other, which are fixed by a screw 53 common to the switch plate 54, in a completely isolated manner.
These three contact springs form two contacts D and E, to which the middle spring 51 is common, this spring being able to form a closed contact, either with the outer spring 50, or with the inner spring 52. reason, the middle spring is established in the form of a double contact spring, being provided with a contact on each of its two faces.
The contact spring 50 is connected directly to the current source 26 by the connection bar 25, while one end of the clutch coil 5 is connected to the contact spring 51, so that when closing the contact D, the clutch coil 5 is energized in parallel with the main field coil 4 which is not yet energized.
On the other hand, the third spring 52 is connected to one end of the auxiliary winding 6, so that when the contact E is closed, the contact D is interrupted first, after which there is a series coupling of the two. coils 5 and 6. The current which now feeds this circuit is bypassed from the end of the main field coil 4 and it occurs
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then a reversal of the direction of the current in the clutch coil 5.
The three springs all have a determined initial tension, under the effect of which the free ends of the two springs 51 and 52, are applied against their stop cams, provided at, an isolated stop 55, while that the spring 50 is put under an initial tension in the opposite direction, so that it tends to keep the contact D constantly closed.
However, this is prevented by the control bracket 29, which lifts the spring 50 from its counter-contact when the switch, and therefore the starting device, is in the rest position. 'is only when the movable contact bridge 23 has traveled a small part of its commatation stroke, that the spring 50 is released and can produce the closing of the conta.ct D under the effect of its initial tension.
While the contact bridge of the magnetic switch continues to advance, the control yoke 29 then presses the double contact spring 51 against the spring 52 and thus closes the contact, while the free end of the spring 50 now comes to a stop, its turn against the isolated stop 55 and, since the spring 50 cannot follow the spring 51 any further, the contact L is interrupted again.
When the movable contact bridge 23 with the control bracket 29 returns to the starting position, the contact E is first of all interrupted again by the elastic tension inherent in the double contact spring 51 and, since the spring 50 is still against the insulated stop 55, there is the danger of an undesirable, although short, closing of the contact D i. until the spring 50 is again released from the stop 55 by the control bracket 29 which performs its return stroke.
In order to prevent this, the non-rotating guide plate 32 of the coupling device is provided, on one of its faces, with a retaining finger 56 which carries an insulating sleeve.
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56 'at its upper end, while, on the other hand, the double contact spring 51 has a tab 57 projecting laterally, against which the retaining finger 56 can rest.
This ensures that the contact spring 51 is locked in the position closing the contact E, by the retaining finger 56 fixed to the coupling device 31 which has been advanced, and that said contact cannot open before the coupling device does not return to its starting position again, which can only be done after opening the magnetic switch, since the coupling device which has been advanced is locked in this position by the magnetic switch bridge.
The starter works in such a way that the start is triggered by pressing a contact button 58, as a result of which an excitation current is conducted through the coil 21 of the magnetic switch, while its core 22 is attracted. with the contact bridge 23 until the locking lever 28 connected to the latter presses against the roller 45 and temporarily ends the further advancement of the contact bridge. The short distance that the bridge has traveled up to this moment is sufficient to close contact D and energize the clutch coil 5 of the field, so that the armature rotates backwards at reduced speed.
As a result of the return movement of the armature, the rapid thread of the threaded spindle 38 first screws deeper into the coupling device 31, until its end rests against the thread. bottom of part 33 and the toothed disc 37 presses against the teeth of the cover 31. As a result, the toothed disc coupling becomes desmodromic and firmly holds the threaded spindle, so that it can be screwed deeper into the end of the armature shaft, while the armature turns further back. She exercises
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then a push on the end of the pinion pin 7 ,. which thereby advances the pinion towards the ring gear 59 of the engine.
At the same time, the coupling device 31 is moved longitudinally in the same direction on its guide bolts 30.
If it is now that the teeth of the pinion can penetrate without further into the ring gear of the motor, the pinion spindle 7 is completely expelled by the threaded spindle 38 @ the shaft 'which screws into the armature, while advancing simultaneously the coupling device 31 by the same distance, until its front face pushes against the pressure lever 48 of the angled lever 43 and causes the latter to pivot.
At this moment, the latch 49 provided for the non-rotating guide plate 32 of the coupling device 31 comes to be placed behind the roller 45 which lowers, and the contact bridge 23 of the magnetic switch, which is in operation. at the same time released from the lock, is now completely drawn in, but the lower edge of its locking lever 8 comes to be placed directly above the roller 45, so that the coupling device must necessarily remain in the clutch position - ge as long as the excitation of the magnetic coil lasts, that is to say as long as pressure is exerted on the contact button 58.
As a result of the attraction of the contact bridge, the main field current circuit is closed and at the same time the control yoke 9 reverses the contact spring 51, so that the contact D is opened and the contact E is then closed. This has the consequence that the current exciting the choke winding 5 now flows through this winding in the opposite direction, so that it then acts in the same direction as the main field winding 4 and their two actions are 'add up. In the circuit
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of shunt current, which is thus added to the coupling (see coupling diagram in Fig. 7), there is also the auxiliary winding 6, mounted in series with the clutch winding 5 and acting in the same direction as this one. This auxiliary winding has the role of relieving the clutch winding.
Since the latter must generate a relatively large torque during the clutch operation, it is subjected to a very high specific load and, since it is traversed by the current not only during the clutch, but also during the whole starting process, and this process can last up to 10 seconds and even longer, said clutch coil should become excessively hot. The actual clutch, however, lasts a maximum of about one second, so that the high specific load cannot have harmful consequences in this short time.
Then, the switching on of the auxiliary winding in series with the clutch winding, which is done simultaneously with that of the main field winding, produces, by its additional resistance, a reduction in the current flowing through the shunt; by the gain in turns thus produced, however, the drop in ampere-turns which is otherwise inevitable is compensated.
The start-up process is not always so easy, however. It often happens that the teeth of the pinion do not find the corresponding recesses of the teeth of the toothed crown of the motor and that the teeth then abut one on the other. In such a case, the advancement of the pinion, which is produced by the fast-pitched thread of the threaded spindle 38, is instantly interrupted, preventing mutual damage. teeth.
This is achieved by the fact that the coupling device 31, the teeth 36 of which are still in desmodromic connection, is angularly displaced by the armature until the rollers 41 of the levers 40 come up on them. spikes
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closest to the star, by generating the greatest tension of the spring 42 when they reach the highest point.
When this point is passed, the spring imparts to the star 39 and therefore also to the threaded spindle 38, through the rollers 41 now moving towards the inside of the notches, a sharply accelerated rotation in the direction of the advance, as a result of which the thread of this pin 38 undergoes a momentary relaxation, so that its thrust against the pinion pin 7 is temporarily interrupted and the angular position of the pinion relative to the ring gear 59 can be modified by the armature which continues to rotate.
Immediately thereafter, the process repeats itself, with the pinion advancing again against the crown gear of the motor and this repeats until the pinion can finally engage the teeth of the crown without difficulty.
The motor is now started and the accelerated rotation in the direction of advance, which is imparted to the pinion by starting the motor, causes a release of the axial pressure on the discs of the friction disc coupling 15, the thread on the sleeve 11 pushing back the pressure nut 13. The accelerated rotation imparted to the pinion cannot therefore be communicated to the armature, so that the latter is protected from damage by forces excessively high centrifuges. As soon as the engine has started correctly, the ignition button 58 can be released again.
As a result, the magnetic switch coil 21 is no longer carrying current; its movable contact bridge 23 is lifted from the fixed contacts 24, 27 by its pressure spring and its locking lever 28 releases the roller 45 from the bent lever 43, while the control bracket 29, which is connected to the lever locking, again raises the contact spring 50. The angled lever 43 then returning to its starting position, it removes the worm.
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'rusting of the coupling device 31 and therefore also of the pinion pin 7, these members also being returned to their starting positions by the spring 9.
It is only then that the retaining finger 56, which is connected to the coupling device, releases the contact spring 51 and thus makes impossible their untimely contacting which would otherwise occur by the delayed lifting. of the contact spring 50 by the control bracket 29.
CLAIMS.
1. Electric starting device for combustion engines, comprising a gear which can be engaged and disengaged in axial direction and a magnetic switch mounted in the main current circuit, characterized in that the advance of the pinion (8) , during engagement, is produced by a threaded spindle (38) which is separated from the member carrying the pinion and one end of which rests freely in a thread formed inside the armature shaft (1) , while its other end is mounted in a mechanical device working automatically and necessarily following its longitudinal movements, which, on the one hand, prevents the rotation of the threaded spindle during the advancement of the pinion and releases it again after l 'complete clutch of it, and which, on the other hand,
in the event that the pinion meets resistance during the clutch, temporarily interrupts its advancement and at the same time allows it to occupy another angular position.
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