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"Démarreur applicable notamment aux moteurs d'avions"
Cette invention a trait aux appareils servant à ef- fectuer le démarrage des moteurs tels que les moteurs à combustion interne et plus particulièrement des moteurs d'avions, étant bien entendu toutefois qu'elle n'est pas limitée aux moteurs de ce type . Elle a généralement pour objet un appareil simple, efficace et sûr qui peut être actionné soit manuellement, soit par motéur, soit à la fois manuellement et par moteur, et qui comprend un organe d'inertie tel qu'un volant destiné à être actionné
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par le dispositif de commande mécanique -ou manuel en vue d'accumuler et d'emmagasiner de l'énergie qui est ensuite utilisée à volonté par l'opérateur pour lancer le moteur à combustion interne .
L'invention est plus particulière- ment caractérisée par l'application d'un moteur électrique de couple élevé et de faible vitesse en remplacement du moteur électrique de faible coupe et de vitesse élevée ordinairement employé dais les démarreurs de ce genre et par une construction et une disposition grâce auxquelles le moteur électrique et le dispositif manuel actionnant tous deux le volant par l'entremise du même mécanisme mul- tiplicateur de vitesse, lequel mécanisme est à son tour utilisé pour transmettre ensuite l'énergie du volant au moteur à lancer, cette transmission étant effectuée par l'entremise dudit mécanisme agissant, dans ce cas,
à la façon d'un mécanisme réducteur et par l'entremise d'un transmetteur de couple convenable comprenant un organe de commande qui peut être accouplé à volonté à un élément du moteur dans le but de lancer ce moteur . Le démarreur suivant l'invention comprend en outre, de préférence, un dispositif à action automatique qui accouple le moteur électrique du démarreur avec le mécanisme de changement de vitesse de l'appareil lorsque ledit moteur est excité .
et qui les débraie automatiquement lorsque le démarreur tourne plus vite que le moteur électrique, le débrayage ayant lieu à la fin de l'opération d'entraînement par le moteur électrique, qu'on désexcite préférablement lorsque le volant a atteint la vitesse convenable et transfère son énergie au moteur à lancer, et aussi lorsque le dé- marreur est actionné par le dispositif manuel et que le
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volant est ainsi actionné avec le moteur électrique au repos .
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence au cours de la description donnée ci-après en se référant aux dessins annexés dans lesquels;
Fig. 1 est une coupe verticale longitudinale de l'ensemble du démarreur .
Fig. 2 est une vue analogue d'une partie de ce démarreur à plus grande échelle ,
Fig. 3 et 4 sont des coupes de certaines parties du démarreur et représentent des variantes de construc- tion .
Pour faire comprendre l'invention on décrira d'abord le mode de réalisation actuellement préféré qui est repré- senté par les figures 1 et 2, étant bien entendu toutefois que l'invention ne lui est pas limitée mais peut au con- traire recevoir d'autres modes de réalisation .
Le démarreur suivant l'invention comprend un disposi- tif d'entraînement proprement dit comprenant un organe moteur agencé pour entrer en prise avec un élément du moteur à lancer et pour lancer ce moteur, un mécanisme ' de changement de vitesse qui multiplie ou réduit la vites- se selon,celle des extrémités où se trouve ledit organe moteur, un volant ou autre dispositif d'inertie et un dis- positif à commande par moteur et à commande manuelle desti- né à actionner le volant par l'entremise du mécanisme de changement de vitesse .
On décrira maintenant le dispositif d'entraînement proprement dit tel qu'il est représenté : Ce dispositif est disposé à l'intérieur d'une boîte principale 1 qui
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est convenablement supportée (notamment grâce à sa liai- son amovible avec le carter 2 du moteur à combustion inter- ne) par exemple à l'aide de boulons 3 . Le dessin repré- sente une petite partie seulement de ce carter .Dans la boite 1 tourne un barillet de commade 4 dans lequel est placé un éorou ou organe de contrôle 5 qui travaille con- centriquement à l'intérieur du barillet, cet écrou étant accouplé avec ce barillet par une liaison motrice élasti- que qui est ici constituée par un embrayage à friction 6 .
Cet embrayage est composé de deux groupes de disques qui sont respectivement accouplés par des assemblages à tenon et mortaise avec l'intérieur du barillet et avec un prolon- gement (situé à droite de la figure 1) de l'écrou . La poussée convenable de ces disques est produite par une sé- rie de ressorts 7 disposés dans le barillet, et est réglée par un anneau réglable 8 se vissant dans son extrémité de gauche (Fig. 1) . Cette poussée des ressorts 7 s'exerce sur un rebord 9 de l'écrou et tend à déplacer cet écrou vers l'intérieur et à appuyer par conséquent les disques d'embrayage les uns contre)lesautres et contre un anneau d'espacement 10 .
L'écrou 5 est muni d'un taraudage interne de grand pas dans lequel se visse un arbre fileté 11 constituant une des parties principales de l'organe d'entraînement dont l'autre partie principale est un organe d'embrayage 12 agencé pour entrer en prise avec un élément du moteur à lancer, cet élément pouvant être constitué par l'élément d'embrayage conjugué 13 qui peut faire partie d'une pièce rotative quelconque du moteur à combustion interne (telle que le vilebrequin 14 dudit moteur) ou être fixé à cette
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pièce .
L'organe d'embrayage 12 est muni de griffes 15 agencéespour entrer en prise avec des griffes complémen- taires 16 de l'organe d'embrayage du moteur, l'inclinai- son de ces griffes étant telle qu'elle détermine le dé- brayage automatique des deux organes lorsque le moteur développe sa propre puissance , L'organe d'embrayage 12 estmonté à tenon et mortaise sur l'extrémité externe de l'arbre fileté 11, de sorte que ces pièces peuvent se mouvoir longitudinalement dans une mesure limitée l'une par rapport à l'autre .
L'organe d'embrayage 12 est maintenu dans une posi- tion extérieure sur l'arbre 11 par une pression élastique produite d'une manière convenable, par exemple à l'aide d'un ressort à boudin 17 prenant appui par son extrémité externe contre le fond de l'élément tubulaire 18 de l'or- gane moteur et par son extrémité interne contre le fond d'une cavité 19 pratiquée dans l'extrémité externe d'un arbre fileté . La douille 18 présente intérieurement une série'de languettes ou nervures 20 qui sont assemblées avec des rainures de l'arbre 11 comme on l'a dit plus haut .
Le mouvement de l'organe 12 bers l'extérieur est limité par un écrou 21 se vissant sur l'extrémité externeou de gauche d'une barre de commande 22 qui passe centrale- ment à travers l'organe moteur ainsi qu'à travers le mé- canisme réducteur et le moteur électrique de démarrage, comme il sera expliqué plus loin . Dans la présente cons- truotion, cette barre est commandée manuellement et son extrémité externe (située à l'extérieur du moteur élec- 'trique) est reliée à une bielle de commande 23 qui s'étend jusqu'à-quelque endroit commode où elle peut être manoeu-
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vrée par l'opérateur, soit directement, soit par l'en- tremise d'une autre transmission (non représentée) .
Le barillet de commande 4 est muni d'une extrémité ou partie inférieure 24 qui présente un trou central des- tiné à recevoir et actionner l'élément de plus petit dia- mètre 25 du moyeu d'un pignon qui sera décrit plus loin, moyeu 4 travers lequel la barre 22 passe librement et qur lequel sont montées certaines pièces du mécanisme de chan- gement de vitesse . Sur l'extrémité 24 sont montés une série de pignons satellites 26 à l'aide d'un anneau 27 et d'axes 28 . Ges pignons engrènent respectivement avec une roue fixe à denture interne 29 fixée à la boite 1 d'une manière convenable (par exemple à l'aide de vis 30) et avec pn pignon central 31 constitué dans cet exemple par le moyeu lui-même d'une grande roue dentéé32 qui tourne folle sur le moyeu 25 et est supportée par ce moyeu à l'aide d'un roulement 33 .
, Le mécanisme de changement de vitesse comprend en outre un pignon 34 qui est dans ce cas constitué par le moyeu d'une grande roue dentée 35 et qui engrène avec la roue 32 , La roue 35 engrène à son tour avec un pignon 36 faisant partie du dispositif d'inertie ou volant .
Le mécanisme décrit est disposé à l'intérieur d'une boite la qui est fixée à la boîte principale d'une maniè- re convenable, par exemple à l'aide de vis 37,,'et dans les parois opposées de laquelle sont montés les roule- ments 38 et 39 supportant l'arbre 40 sur lequel la roue dentée 35 est soit montée folle, soit fixe suivant qu'il peut être désirable .
Le dispositif d'inertie comprend, dans la présente
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construction, un volant monté dans une autre boite 1b (qui est fixée à la boite la à l'aide de boulons 41 ou par d'autresmoyens convenables) et supporté de façon à pouvoir y tourner .
Cetteboîte 1b est munie d'un prolon- gement inférieur 1 qui s'ajuste dans l'extrémité supé- rieure de la boite la . Le volant comprend une jante 42 possédant la masse ou poids prédéterminé ou désiré, une paroi pleine 43 et un moyeu central 44 qui est monté dans les roulements 45, 46 de la boite 1b et du prolongement 1c et qui est accouplé d'une manière convenable (par exem- ple à l'aide d'une clavette 47) avec le moyeu du pignon 36
Le dispositif de commande manuel comprend un arbre de lancement 48 monté pour tourner dans une des parois d'une autre boite 1d fixée à la boite la d'une manière convenable,
par exemple à l'aide de vis 49 . L'extrémité externe de cet arbre 48 est munie de goupilles convena- bles 50 qui sont destinées à être actionnées par une ma- nivello ordinaire montée sur ladite extrémité et manoeu- vrée par l'opérateur ; son extrémité interne est munie, à l'intérieur de la boite 1d, d'un pignon d'angle 51 qui engrène avec un pignon d'angle correspondant 52 muni d'un moyeu dont l'élément le plus gros 53 est monté par l'intermédiaire d'un roulement 54 dans une des parois de la boie la et maintenu en position par un contre-écrou 55
Le moteur électrique de démarrage est désigné dans son ensemble par 56; il est fixé amoviblement à la boite 1d d'une manière convenable, par exemple à l'aide de vis 57 .
CE moteur, qui est du type à couple élevé et à faible vitesse et de préférence à enroulement série, possède un
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arbre d'induit 58 percé d'un trou central à travers lequel la barre 22 passe librement, cette barre étant prolongée et préférablement supportée vers son extrémité avant dans un roulement 59 qui est placé dans un prolongement cylin- drique 60 fixé au bâti du moteur électrique par des vis 61 .
L'embrayage automatique accouplant le moteur et le médanisme de changement de vitesse comprend, dans le pré- sent exemple, un écrou 62 vissé sur un filetage 63 prévu à l'extrémité externe de l'arbre d'induit, de telle sorte que.lorsque cet arbre tourne, l'écrou avante eu se meut vers l'extérieur, c'est-à-dire vers la gauche, automati- quement . Cet écrou est muni de griffesd'embrayage 64 destinées à entrer en prise avec des griffes d'embrayage correspondantes 65 prévues sur la face interne ou de droi- te du pignon d'angle 52 .
Le mouvement d'avancement sus- mentionné de l'écrou 62 est effectué malgré la tension d'un léger ressort 66 prenant appui d'une part contre cet écrou et d'autre part contre une butée 67 fixée à l'extré- mité externe de l'arbre d'induit .
On décrira maintenant un cycle de travail en suppo- sant que les pièces occupent, au début, la position nor- male représentée dans les dessins et que le moteur élec- trique est employé comme, dispositif de commande . Quand ce moteur électrique est excité, l'arbre d'induit tourne, ce qui fait avancer l'écrou 62 vers la gauche, de telle sorte qu'il entre en prise avec le pignon conique 52 . Le couple de l'induit est alors transmis au pignon 52, à la plaque 24, à l'engrenage planétaire et à la roue dentée 32, qui le transmet ensuite à la roue 35 et finalement au vo- lant 42 par l'entremise du pignon 36 .
Le moteur électrique
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de démarrage est un moteur à faible vitesse et à couple élevé comme on l'a dit plus haut, et comme le couple est transmis par l'entremise du mécanisme le changement de vitesse dans la direction du volant, ce mécanisme ampli- fiera la vitesse du motepr électrique, de sorte que le volant recevra un mouvement de rotation rapide ,
Lorsque la vitesse de rotation désirée du volant se trouve atteinte, on peut ou non interrompre le courant excitant le moteur électrique, suivant qu'on le désire, mais l'opérateur fait mouvoir la barre 22 longitudinale- ment vers la gauche, ce qui a pour effet de faire mouvoir également vers la gauche l'arbre fileté 11 et son organe d'embrayage 12 grâce à la liaison à pas de vis entre cet arbre et l'écrou 5 .
Les griffes d'embrayage 15 et 16 en- trent alors en prise et le moteur à combustion interne se trouve ainsi lancé par l'énergie accumulée dans le volant
42 tournant à une grande vitesse . Cette énergie est trans- mise par l'entremise du mécanisme agissant alors comme engrenage réducteur, c'est-à-dire par l'entremise des roues dentées 35 et 32, à l'engrenage planétaire, de celui- ciau barillet de commande 4 et, par l'entremise de l'em- 'brayage 6, à l'écrou 5, à l'arbre fileté 11, à l'organe d'embrayage 12 et finalement au moteur de la façon d écri- te . La liaison à pas de vis entre l'arbre 11 et son écrou 5 assure l'engrènement complet des griffes d'em- brayage et maintient cet engrènement pendant l'opération de démarrage .
Lorsque le moteur développe sa.propre puissance, l'or- gane moteur 11-12 se débraie automatiquement de l'organe d'embrayage du moteur à combustion interne, tant en raison
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de l'action des griffes inclinées 15-16 qu'en raison de la liaison à pas de vis entre l'arbre 11 et son écrou 5.
Il est évident que le moteur électrique peut être maintenu excisé pendant l'opération de démarrage, mais dans la pratique, il est suffisant de couper l'amenée de courant à ce moteur aussitôt que le volant a atteint la vitesse de rotation désirée et que la barre 22 a été actionnée .
Lorsque le moteur électrique est ainsi désexcité et que le mécanisme de changement de vitesse devient l'organe moteur, l'écrou 62 se débraie automatiquement et revient à sa position normale, cette action étant secondée par le faible ressort 66 .
Lorsqu'on fait usage du dispositif manuel, on fait tourner l'arbre 48 à l'aide de la manivelle, ce qui fait tourner le pignon 52 avec le mécanisme et le volant de la même manière que celle réalisée à l'aide du moteur électrique . Lorsque le volant a atteint la vitesse Dési- rée ou prédéterminée, on fait actionner le démarreur de la même manière que celle précédemment expliquée . On re- marquera que, pendant le fonctionnement manuel, le moteur électrique de démarrage est débrayé et que la seule char- ge exercée par la manivelle est celle qui consiste à fai- re tourner le volant .
La figure 3 représente un mode de réalisation qui est caractérisé par le fait que le moteur électrique occu- pe une position à angle droit par rapport à celle qu'il occupait dans les figures 1 et 2, l'arbre d'induit étant placé à l'alignement de l'arbre de lancement du disposi- tif manuel . Cette construction est en outre caractérisée par le fait que le pignon d'angle commandé 52 est action-
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né par un pignon d'angle 69 analogue au pignon à commande manuelle 51 . Bien entendu, pour que le moteur soit lancé dans le même sens, il sera nécessaire de faire tourner la manivelle de démarrage en sens inverse du sens usuel Toutefois, si on le désire, on peut faire en sorte que le moteur 'lui-même tourne en sens inverse du sens de ro- tation du moteur des figures 1 et 2 .
Dans la figure 3, les pièces correspondant à celles des figures 1 et 2 ont été désignées par les mêmes nom- bres . Dans ce mode de réalisation, les griffes d'embra- yage 65, au lieu d'être prévues sur le pignon 52, sont solidaires d'un arbre 68 qui est supporté dans une boite 1e fixée à la boite la et àLA carcasse du moteur élec- trique, cette boîte le constituant aussi le support du dispositif à commande manuelle . A l'extrémité interne de l'arbre 68 est fixé un pignon conique 69 qui engrène avec le pignon conique 52, l'arbre 68 et l'arbre de lancement 48 étant alignés axialement et engrenant avec le pignon 52 en deux points diamétralement opposés .
Dans cette construction, la barre à commande manuelle 22 est dis- posée entre les extrémités des deux arbres 48 et 68 et fait saillie à l'extérieur de la boite le . Le mode d'ac- tion est le même que celui précédemment décrit, excepté, bien entendu, que l'organe d'embrayage à commande auto- matique 62 n'embraie pas la roue dentée 52 mais s'accou- ple automatiquement avec l'arbre 68 grâce à la rotation duquel le pignon conique 69, et par conséquent le reste du mécanisme, sont actionnés ,
On se référera maintenant à la construction de la figure 4, Dans cette construction, un arbre de lancement
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commun, est appliqué pour un seul pignon conique engrenant avec le pignon 52, l'armature du moteur électrique et l'arbre de lancement manuel, qui devient maintenant un arbre de lancement commun,
étant alignés axialement .
Suivant cette construction, l'arbre commun est un arbre 70 supporté dans une boite if et auquel est fixé en un point intermédiaire de sa longueur un pignon d'angle 71 .
Une des extrémités de cet arbre est prolongée à l'exté- rieur de la boite pour recevoir une manivelle comme dans les figures 1, 2 et 3, tandis que l'autre extrémité est munie d'un organe d'embrayage 72 analogue à l'organe d'embrayage 65 et destiné à entrer en prise avec un orga- ne d'embrayage tel que l'organe 62 et à être actionné par le moteur électrique, comme représenté dans lfigure 3 .
La barre à commande manuelle 22 est évidemment recourbée autour de l'arbre de lancement comme indiqué dans la fi- gure 4 . Quant au mode d'action, il est le même que celui précédemment décrit .
Dans la pratique, le moteur électrique peut posséder, par exemple, un régime extrême normal de 100 tours par minute avant l'accouplement du moteur à combustion inter- ne, mais comme le rapport de transmission est ici environ de 150 à 1, la vitesse du volant sera portée à 15.000 tours par minute .Si l'on désire une vitesse plus grande pour ce volant, on peut l'obtenir soit en augmentant le rapport de transmission, soit en modifiant le moteur élec- trique pour qu'il travaille à une vitesse normale plus élevée . Comme le moteur est du type à enroulement série et démarre à vide, son accélération initiale est consi- dérable et, secondée par l'inertie de l'éorou 62, produit
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l'embrayage de cet écrou avec la roue dentée 52 .
On remarquera que le mécanisme de changement de vi- tesse décrit ci-dessus est un multiplicateur de vitesse lorsque le couple est transmis vers le volant tandis qu'il est un réducteur de vitesse lorsque le couple;est transmis du volant à l'organe moteur ; et de celui-ci au moteur à combustion interne, bien que ce mécanisme soit désigné ci-après sous l'appellation-de "multiplicateur ,de vitesse" .
Le démarreur suivant l'invention permet d'utiliser un moteur électrique de faible vitesse et de couple éle- vé et d'utiliser, pour multiplier la vitesse de rotation, le même mécanisme que celui utilisé par le dispositif manuel , - Revendications **
1. Un démarreur pour moteurs à combustion inter- ne, caractérisé par le fait qu'il est muni d'un organe d'entraînement longitudinal mobile agencé pour entrer en prise avec un élément du moteur à combustion interne à faire démarrer et pour lancer cet élément, ce démarreur comprenant un moteur électrique à faible vitesse et à couple élevé et un multiplicateur de vitesse dont les extrémités opposées coopèrent avec un dispositif d'iner- tie d'une part et avec le moteur électrique d'autre part,
l'organe d'entraînement étant monté sur un dispositif transmetteur de couple qui est relié mécaniquement au multiplicateur de'vitesse .