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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 **.