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BREVET D'INVENTION
Perfectionnements aux démarreurs pour moteurs à combustion interne.
La présente invention concerne les mécanismes de démarrage des moteurs, et se rapporte plus particulière- ment aux mécanismes du type à inertie servant à démarrer des moteurs à combustion interne.
Un objet de l'invention-,,est relatif à un dis- positif de démarrage perfectionné, adapté, pour; être fixé de manière amovible au carter du moteur, de façon 'que l'énergie emmagasinée dans un élément d'inertie puisse être employée pour démarrer le moteur.
D'après l'invention le démarreur à inertie pour moteurs est construit de manière que l'énergie de l'élé- ment d'inertie ou volant soit transmise au vilebrequin du moteur par une disposition perfectionnée d'engrenage à deux degrés..
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Un autre objet de l'invention concerne un mécanis- me démarreur à inertie adapté pour être actionné à la main ou automatiquement.
Un autre objet encore 'est relatif à un démarreur du type indiqué ci-dessus comprenant des moyens grâce aux- quels une manivelle actionnée à la main peut être réglée par rapport au corps du démarreur.
Un autre objet est relatif à un démarreur compre- nant des moyens perfectionnés pour porter rigidement l'en- grenage dans ce démarreur.
D'autres objets comprennent la disposition d'un démarreur qui est plus effectif par suite d'une réduction du nombre de degrés d'engrenages employés, ce démarreur étant extrêmement léger et comportant un très petit nombre de parties. Ces, objets et d'autres objets apparaîtront plus explicitement dans la description ci-dessous.
Le dessin ci-joint, dans lequel de mêmes signes de référence désignent des parties semblables dans les diver- ses figures, représente deux formes d'exécution de l'inven- tion, mais il faut noter que ces formes ne sont données qu'à titre d'exemples, et ne limitent pas l'invention.
Dans ce dessin :
La fig. 1 est une vue perspective d'une forme d'exécution de l'invention ;
La fig. 2 est une coupe axiale et montre l'appa- reil de la fig. 1 monté sur l'extrémité arrière d'un carter de moteur, une partie seulement de ce carter étant représen- tée ;
La fig. 3 est une coupe axiale et montre comment l'appareil des fig. 1 et 2 peut être combiné avec un moteur électrique.
Dans les fig. 1 et 2, le mécanisme démarreur com- prend un logement constitué par une partie à bride interne 4, adaptée pour être boulonnée sur le carter 5 du moteur..
On a boulonné sur la.face externe de l'élément à bride 4 un
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élément de logement 7, et on a fixé sur la face externe de ce logement 5, par exemple au moyen de vis, un loge- ment de manivelle 8 pourvu, dans sa partie de bride, de plusieurs ouvertures 9, de sorte qùe ce logement 8 peut être fixé sur l'élément de logement 7 dans une position angulaire désirée quelconque,.
TJn arbre 10 est monté et tourne dans le loge- ment à manivelle 8 ; cet arbre porte, sur son extrémité s'étendant à l'extérieur de ce logement, des chevilles Il adaptées pour être attaquées par une manivelle à main (non représentée). De préférence, les chevilles 11 sont cons- @ tituées par les extrémités d'une s'eule cheville s'étendant à travers une ouverture formée dans l'arbre 10, et ajus- tée dans cette ouverture..pour la commande.
On a rigidement, fixé sur l'extrémité interne de l'arbre 10, dans le logement 8, une roue d'angle 13 qui engrène avec une roue d'angle 14 de préférence solidaire d'un manchon 15. L'extrémité externe du,manchon 15 est montée et tourne dans un roulement à billes 16, qui est porté dans le logement 7, tout près de la roue d'angle 14, et entoure le manchon 15. Le roulement 16 est main- tenu contre tout mouvement par rapport au logement 7 par l'engagement d'un épaulement formé dans ce logement et d'une partie en bride, s'étendant vers l'intérieur, de l'élément de logement 8. Un écrou de retenue 16a, vissé sur le manchon 15, empêche tout mouvement du roulement 16 par rapport à ce manchon.
L'extrémité interne du man- chon 15 est rigidement fixée sur un cylindre menant 17, qui est monté et tourne dans l'élément de logement à bride 4, par exemple au moyen de roulements à billes 18 et 19.
L'extrémité fermée du cylindre 17 est pourvue d'une bri- de 20 d'où partent trois manchons tubulaires 21, dont l'un est représenté en coupe sur la fig. 2. Chacun de ces manchons, qui sont décalés entre eux de 120 sur la face interne de la bride 20, est pressé dans une percée
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alésée de cette bride et comporte un anneau de retenue solidaire 21a. Des vis 21b passent à travers les man- chons et sont vissées dans la bride 20. Des roulements à billes 22 sont montés sur les manchons 21 et servent de supports de rotation pour trois roues dentées satelli- tes 23, dont l'une est représentée en coupe.
On a rigidement fixé sur la face du logement à bride 4 une roue dentée annulaire ou couronne 25, qui entoure les roues satellites 23 et engrène avec elles, Chacune des roues satellites engrène avec une roue de com- mande 26., qui est montée et tourne sur la partie amincie du manchon 15, et cette roue de commande est solidaire d'une roue dentée droite 27, qui est montée et tourne sur le manchon 15 concentriquement à ce manchon. On in- terpose de préférence des rondelles d'espacement 28 entre la roue droite 27 et un épaulement convenable formé sur le manchon 15, dans le but de maintenir cette roue en po- sition exacte sur le manchon.
Un pignon 29, rigidement fixé sur l'extrémité interne d'un arbre 30, s'engage avec la roue droite 27.
L'élément de logement 7 est pourvu d'un moyeu 31 con- centrique à l'axe longitudinal de l'arbre 30,-et on a. monté, dans ce moyeu, des roulements à billes 32 qui ser- vent de support de rotation d'un volant 33 fixé à l'ar- bre 30 pour tourner avec lui. Pour donner une structure plus compacte, le-volant peut être pourvu d'un creux annu- laire 34 dans lequel s'étendent le moyeu 31 et les roulements à billes 32, de sorte que le volant se trouve à peu près dans le plan vertical du moyeu 31. Un léger couvercle métallique 35 est de préférence fixé, par exemple au moyen de vis, sur la face externe de l'élément de logement 7 pour protéger le volant.
Lorsqu'il est désirable de faire tourner le volant en vue d'y emmagasiner de l'énergie pour le démar- rage du moteur à combustion interne sur lequel le
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démarreur est monte,'l'opérateur actionne la manivelle et ce mouvement est transmis par l'arbre 10, les roues-d'an- gle 13, 14, le manchon 15, le cylindre m'enant 17, les roues satellites 23, la roue de commande 26, la roue droite 27 et le pignon 29, au volant.
L'énergie du-volant tournant 33 est imprimée à une mâchoire de démarreur ou élément menant 36, qui est adapté pour s'engager avec une mâchoire semblable 37 for- mée sur le vilebrequin 38 du moteur à démarrer ou sur un prolongement de ce vilebrequin, mais qui normalement n'est pas engagé avec cette mâchoire.
Il est désirable d'interposer des moyens. élasti- ques entre le volant et la mâchoire 36 dans le but d'évi- ter toute avarie du mécanisme en cas de retour de flamme du moteur. De plus l'inertie des parties du moteur offre une résistance très forte au moment du démarrage et des moyens élastiques sont désirables pour faciliter le fonc- tionnement du dispositif surmontant cette inertie. Dans ce but, on interpose de préférence un accouplement à pla- teaux multiples entre la mâchoire 36 du démarreur et le cylindre 17, cylindre qui, pendant le démarrage, est ac- tionné par le volant au moyen du train d'engrenages ci-des- sus décrit.
Le dispositif de commande élastique, constitué par l'accouplement à friction, n'est pas placé dans le train d'engrenages, mais est interposé entre ce train et le moteur, de façon que chacune des roues dentées soit protégée contre des sollicitations excessives, telles que produites par exemple par un retour d'allumage du moteur.
Dans la forme représentée, le mécanisme d'accou- plement comprend plusieurs plaques 39 s'engageant les unes dans les autres à frottement. Une moitié de ces pla- ques sont clavetées sur la surface interne du cylindre 17 qui les entoure, tout près de l'extrémité close de ce cy- lindre. Les autres plaques alternent avec les plaques cla- vetées sur le cylindre et sont clavetées par leurs
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périphéries externes sur la surface externe d'un écrou 40 pourvu d'une partie à bride 40a, qui s'applique contre une douille annulaire 41, de section transversale en L, et cette douille est en liaison de commande avec le dis- que ou la plaque externe 39.
Un élément d'espacement 42 s'applique contre la bride 40a et transmet à cette der- nière la pression de plusieurs ressorts hélicoïdaux 43, dont les extrémités externes sont en engagement de fonc- tionnement avec un écrou de réglage d'accouplement 54 vis- sé dans l'extrémité externe du cylindre 17. Les ressorts 43 sont maintenus de préférence à espacement au moyen de montants convenables 55 qui s'étendent vers l'intérieur sur la face interne de cet écrou. Un arbre 56 est vissé dans l'écrou 40 et peut y exécuter un mouvement rotatif longitudinal; cet arbre est pourvu à son extrémité externe de clavettes longitudinales pour recevoir la partie tubu- laire 36a intérieurement clavetée de la mâchoire 36 du démarreur.
On a fixé sur l'extrémité interne de l'arbre 56 un écrou d'arrêt 56a -pour limiter le mouvement de l'arbre 56 vers l'extérieur par rapport à l'écrou 40.
On a prévu des moyens pour maintenir normale- ment la mâchoire de démarreur 36 hors d'engagement de la mâchoire 37, mais ces moyens sont adaptés pour être actionnés afin de mouvoir la mâchoire 36 en engagement avec la mâchoire 37 'du vilebrequin, lorsque le volant 33 a été porté à la vitesse de rotation désirée. Dans ce but, une tige ou barre d'engagement 57 coulisse à travers le manchon 15, l'arbre 56 et la mâchoire 36, cet arbre étant pourvu, entre ses extrémités, d'un épaulement qui attaque normalement l'extrémité interne de l'arbre 56.
Celle des extrémités de la tige 57 située du côté du mo-¯ teur est entourée par un.ressort 58 qui s'applique par une.extr.émité contre la face interne de la mâchoire de démarreur 36. et par son extrémité opposée contre l'ar- bre fileté 56. Ce dernier est de préférence pourvu d'un
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creux dans lequel s'étend une partie du ressort 58. La mâchoire du démarreur est maintenue sur la tige d'engage- ment 57 au moyen d'un écrou 59 vissé sur l'extrémité externe de cette tige. Ltextrémité opposée de là tige d'en- gagement 57 se termine dans le logement de manivelle 8, et à cette extrémité est articulé un bras de levier 60, qui est rigidement fixé à un arbre oscillant 61.
Une ex- trémité de l'arbre 61 s'étend à l'extérieur du logement
8 et porte un bras de levier 62, Un ressort hélicoïdal
63 entoure la tige 61, à l'intérieur du logement 8, et une extrémité de ce ressort est reliée au bras de levier 60, tandis que l'extrémité opposée est ancrée dans le lo gement, le ressort étant disposé de manière à agir par la tige 57 et l'écrou 59 pour maintenir la mâchoire de démarreur 36 hors d'engagement avec la mâchoire 37.
Le fonctionnement du dispositif est le suivantt L'opérateur fait tourner la manivelle et ce mouvement est transmis par les roues d'angle 13, 14, le manchon 15 le cylindre 17, les roues satellites 23, la roue de comman- de 26, la roue droite 27 et le pignon 29, au volant 33, de façon à faire tourner ce volant. La rotation du cylindre 17 agit par le mécanisme d'accouplement et l'ar- bre 56 pour faire tourner la'mâchoire de démarreur 36, mais cette mâchoire est maintenue hors d'engagement de commande avec le vilebrequin au moyen de la tige d'engage- ment 57 et du ressort 63. Comme aucune charge n'est appliquée sur la mâchoire 36, le cylindre 17, les plan- ques d'accouplemeht 39, 1'écrou. 40, l'arbre 56 et cet- te mâchoire 36, tournent comme un tout.
Lorsque le volant a été porté à une vitesse de rotation suffisamment élevée, l'opérateur exerce une trac- tion vers la droite, dans la fig. 2, sur le bras de levier 62, de sorte que l'arbre 51 tourne contre la tension du ressort 63, et la tige d'engagement 57 est forcée vers la gauche. Ainsi qu'indiqué ci-dessus, l'arbre 56,,
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l'écrou 40 et la mâchoire 36, tournent a l'unisson, mais lorsque la tige 57 . est m@e vers la gauche, l'épaulement de cette tige force l'arbre fileté 56 vers l'extérieur par rapport à l'écrou 40, 'et, en raison de l'engagement vissé de cet arbre et de cet écrou, le mouvement longitu- dinal de l'arbre est combiné avec'un mouvement rotatif par rapport à l'écrou 40.
Un mouvement rotatif par rapport à l'écrou 40 est également imprimé à la mâchoire 36 par suite de l'engagement à clavette de cette mâchoire avec l'arbre 56. La mâchoire 36, le ressort 58 et l'arbre
56 se meuvent vers l'extérieur comme un tout, jusqu'à ce que cette mâchoire attaque la mâchoire 37, sur quoi le ressort 58 .cède pour permettre l'engagement de bout de la mâchoire 36 par rapport à l'arbre 56. L'engrènement complet des mâchoires est ainsi assuré et on évite un choc sur les coins des dents 'de ces mâchoires..
Lorsque l'épaulement de la tige 57 a forcé 1''arbre 56 vers l'extérieur, à la position extrême, c'est- à-dire lorsque l'écrou 56a a été amené en engagement avec les f.ilets de -1-'écrou 40, l' arbre '56, la mâchoire de dé- marreur 36 et l'écrou 40 tournent comme un tout et la pleine énergie du volant 33 est de nouveau exercée sur l'arbre 38 du moteur pour le faire tourner et démarrer le moteur.
L'inertie des parties mobiles du moteur, parties qui sont stationnaires au moment où la mâchoire 36 est engagée avec la mâchoire 37, est si grande et la quanti- té d'énergie du volant est si forte, qu'il pourrait en ré- sulter fréquemment des avaries des éléments légers du dé- marreur si on ne prévoyait pas un glissement entre le vo- lant et le vilebrequin, au moment de l'engagement des mâ- choires 36 et 37. En conséquence, l'accouplement est réglé, par réglage de l'écrou 54 et de la tension des ressorts 43, de façon à permettre un certain glissement entre les plaques. 39 au moment, où la mâchoire de
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démarreur est engagée avec la mâchoire 37 du vilebre- quin, de sorte qu'il en résulte un mouvement relatif en- tre la mâchoire 36 et le cylindre. 17.
Lorsque la'vi- tesse du vilebrequin est'portée à la vitesse de la mâchoi- re 36, le glissement entre les plaques 39 diminue jus- qu'à ce que finalement les parties tournent comme des liaisons rigides ou sans glissement. L'utilisation d'une liaison à glissement, telle que l'accouplement à plateaux multiples, permet d'employer des parties plus légères dans la construction de l'appareil, et ceci a une grande importance lorsque l'appareil est utilisé pour démarrer des moteurs d'aéroplanes.
Après démarrage du moteur de par sa propre puis- sance, la vitesse de rotation de la mâchoire 37 devient plus grande que la vitesse de la mâchoire 36. Les faces inclinées des dents des mâchoires forcent maintenant la mâchoire 36 à l'écart du vilebrequin, au cas où la tige 57 est maintenue en position d'engrènement. Lorsque l'opérateur lâche le bras de levier 62,'la tendance de la mâchoire 37 à actionner la mâchoire 36 coopère avec les filets de l'écrou 40 et de l'arbre 56 pour dégager complètement la mâchoire 36 et ramener l'arbre 56 à la position normale. Cette action est facilitée par le retour de la tige 57 à la position normale sous l'effet du ressort 63.
D'après les explications qui précèdent, on se rend compte qu'il ne se produit aucune avarie au cas où l'opérateur ne lâche pas la tige ou barre 57 dès que le moteur démarre de par sa propre puissance, car la liaison à clavette entre l'arbre 56 et la mâchoire
37 permet à cette dernière d'être écartée de la mâ- choire 37 en dépit d'un mouvement semblable sur la par- tie de cet arbre.-
Le mécanisme démarreur représenté sur les fig.
1 et 2 peut être actionné par des moyens moteurs, si on
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le désire. Ainsi que représenté plus distinctement sur la fig. 3, un moteur électrique 64 est rigidement fixé, par exemple au moyen de vis, sur la face externe de la partie de logement 7 au-dessus de l'élément de logement de mani- velle 8, le couvercle 35 du volant étant enlevé avant de fixer le moteur 64 en position.
On a prévu des moyens pour embrayer et débrayer automatiquement le moteur et le volant, de façon que ce dernier puisse tourner à grande vitesse. Dans ce but, l'arbre 65 du moteur est pourvu d'une partie filetée 66 sur laquelle est vissé, pour un mouvement rotatif et lon- gitudinal, un élément d'accouplement 67, adapté pour at- taquer un élément d'accouplement 68 rigidement fixé, de manière convenable quelconque, sur la face externe du vo- lant 33. L'extrémité externe de l'arbre 65 du moteur tourne dans l'extrémité adjacente de l'arbre tubulaire 30, et une douille 69 est de préférence interposée entre ces parties.
Lorsque le moteur 64 est excité, l'inertie de l'élément d'accouplement 67 coopère avec la partie file- tée 66 de l'arbre du moteur pour actionner cet élément le long de l'arbre en prise avec l'élément d'accouplement 68, après quoi l'énergie du moteur agit pour faire tour- ner le volant 33. Après que le volant a été porté à la vitesse de rotation convenable, le circuit menant au mo- teur 64 peut être ouvert, et la tendance de ce volant à actionner l'élément d'accouplement 67 a pour résultat ¯que cet élément est ramené à sa position normale hors d'en- gagement avec l'élément d'accouplement 68. Lorsqu'on se sert du moteur 64, 'on peut encore employer les moyens manuels pour faire tourner le volant 33, si on le dési- re, soit séparément, soit en coopération.
En raison des nombreux types de constructions d'aéroplanes employées, il est fréquemment désirable de faire varier la position angulaire de l'arbre 10 par
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rapport au logement du démarreur, dans le but de faciliter l'engagement de la manivelle avec cet arbre. Le disposi- tif de la présente invention est-tel que le réglage désiré de l'arbre 10 peut se faire aisément même lorsqu'on se sert du moteur 64. La barre 57 est elle aussi montée de manière à ne pas géner ce réglage.'
On a ainsi prévu des moyens de démarrage perfec- tionnéà adaptés pour être fixés de manière amovible sur l'extrémité arrière d'un carter de moteur.
Pour faire tourner le volant par l'engrenage à deux degrés, l'opéra- teur a besoin de dépenser moins de force que si on utili- 'sait un plus grand nombre de degrés,.et le transfert d'é- nergie du volant à la mâchoire du démarreur se fait de ma- nière plus effective. L'emploi d'un engrenage à deux de- grés simplifie la construction et réduit considérablement le poids et les dimensions de l'appareil, ce qui est très important pour l'utilisation dans les aéroplanes. Le mé- éanisme peut être construit de façôn à permettre la rota- tion du volant soit par force motrice,¯soit à la main.
La roue d'angle 14 est montée pour tourner à l'intérieur du logement du démarreur au moyen de roule- ments à billes 16, et comme cette roue est solidaire du manchon 15,'elle est maintenue en alignement par le cy- lindre 17 et les roulements à billes 18,19.
On peut évidemment procéder à de nombreux chan- gements des détails de construction et de la disposition des parties sans s'écarter de la portée de l'invention.