FR2628809A3 - GEARBOX for driving alternator - has epicyclic gear train with electromagnet to change gear ratio to maintain alternator speed at low engine speed - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne, d'une manière générale, un dispositif d'entraînement par un organe moteur, par exemple le moteur d'un véhicule automobile, d'un organe récepteur tel qu'un alternateur, du genre comportant au moins un train de pignon. The present invention relates, in general, to a drive device by a drive member, for example the engine of a motor vehicle, of a receiver member such as an alternator, of the type comprising at least one train of pinion.
De tels dispositifs d'entraînement tendent actuellement à comporter un train épicycloïdal afin d'obtenir deux rapports d'entraînement dont un avec une importante surmultiplication afin de faire tourner l'alternateur un régime élevé même à bas régime moteur. Such drive devices currently tend to include a planetary gear in order to obtain two drive ratios, one of which has a significant overdrive in order to rotate the alternator at high speed even at low engine speed.
L'alternateur est ainsi capable de délivrer une puissance électrique très élevée à tous les régimes moteur comme cela est maintenant nécessaire dans les véhicules automobiles du fait de la multiplication continuelle des équipements utilisés et/ou de l'augmentation de la consommation.The alternator is thus capable of delivering very high electrical power at all engine speeds as is now necessary in motor vehicles due to the continuous multiplication of the equipment used and / or the increase in consumption.
L'entrée du mouvement dans un tel dispositif se fait par l'intermédiaire d'une poulie guidée en rotation sur l'arbre de l'alternateur. The movement is entered into such a device by means of a pulley guided in rotation on the alternator shaft.
Ceci présente l'inconvénient de faire encaisser à l'arbre la tension de la courroie, ce qui peut conduire à une flexion de celui-ci lorsque l'on atteint de fortes puissances. This has the disadvantage of making the shaft take the tension of the belt, which can lead to a bending of the latter when reaching high powers.
On comprend aisément que, lorsque l'arbre du rotor fléchit, le rotor se décentre par rapport au stator. It is easy to understand that, when the rotor shaft bends, the rotor is offset from the stator.
Non seulement une telle flexion oblige à prévoir un entrefer relativement important, mais on sait qu'une mauvaise concentricité entre le rotor et le stator conduit à un fonctionnement bruyant de l'alternateur. Not only does such bending make it necessary to provide a relatively large air gap, but it is known that poor concentricity between the rotor and the stator leads to noisy operation of the alternator.
La présente invention tend à résoudre ce problème afin de pouvoir encore augmenter la vitesse de rotation de l'alternateur et donc les puissances mises en oeuvre. The present invention aims to solve this problem in order to be able to further increase the rotational speed of the alternator and therefore the powers used.
A cet effet, la présente invention propose un dispositif d'entraînement par un organe moteur d'un organe récepteur, du genre comportant au moins un train de pignons, caractérisé en ce qu'une poulie utilisée pour l'entrée du mouvement de l'organe moteur est guidée sur un carter fixe. To this end, the present invention provides a drive device by a motor member of a receiving member, of the type comprising at least one gear train, characterized in that a pulley used for the entry of the movement of the the drive member is guided on a fixed casing.
En guidant, suivant l'invention, la poulie sur un carter fixe, celle-ci ne transmet pas les efforts de tension de la courroie qui l'entoure à l'arbre de l'alternateur. Ledit arbre ne risquant plus de fléchir, le rotor reste toujours parfaitement centré par rapport au stator, ce qui permet de réduire la dimension de l'entrefer et donc d'augmenter la puissance de l'alternateur. Si l'augmentation de puissance n'est pas recherchée, il est alors-possible de réduire l'encombrement de l'alternateur utilisé puisqu'il sera plus performant. By guiding, according to the invention, the pulley on a fixed casing, the latter does not transmit the tension forces of the belt which surrounds it to the shaft of the alternator. Said shaft no longer at risk of bending, the rotor always remains perfectly centered relative to the stator, which makes it possible to reduce the dimension of the air gap and therefore to increase the power of the alternator. If the increase in power is not sought, it is then possible to reduce the size of the alternator used since it will be more efficient.
La parfaite concentricité du rotor et du stator permet également une réduction importante des bruits de fonctionnement de l'alternateur. The perfect concentricity of the rotor and the stator also allows a significant reduction in the operating noise of the alternator.
De plus, la poulie étant liée au porte-satellites du train épicycloïdal mis en oeuvre, il est possible de positionner la couronne d'une part, le pignon solaire d'autre part, par rapport au porte-satellites. On obtient ainsi un dispositif d'entraînement dans lequel la bonne géométrie du train épicycloïdal est garantie, ce qui assure un bon fonctionnement de l'ensemble. In addition, the pulley being linked to the planet carrier of the planetary gear train used, it is possible to position the crown on the one hand, the sun gear on the other hand, relative to the planet carrier. A drive device is thus obtained in which the correct geometry of the planetary gear train is guaranteed, which ensures proper operation of the assembly.
La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description du dessin annexé représentant un mode de réalisation préféré d'un tel dispositif d'entraînement. The present invention will be better understood from the description of the appended drawing representing a preferred embodiment of such a drive device.
Sur la figure, on voit en 1 l'alternateur muni de son ventilateur 11, et en 2 le dispositif d'entraînement objet de l'invention entourant l'arbre 12 du rotor de l'alternateur. In the figure, we see in 1 the alternator provided with its fan 11, and in 2 the drive device object of the invention surrounding the shaft 12 of the rotor of the alternator.
Sur cet arbre 12 est monté, lié en rotation par des cannelures 13, le pignon solaire 30 du train épicycloïdal 3 autour duquel est placé un porte-satellites 40. Ce porte-satellites 40 est lié en rotation à la poulie 41 à laquelle est transmis le mouvement de rotation du moteur du véhicule automobile par une courroie 42. Le porte-satellites 40 est, ici, prévu en deux parties : la partie 41 conformée en poulie et une partie 43 qui lui est liée. Les satellites 44 présentent des prolongements axiaux par lesquels ils sont montés dans des ouvertures des parties 41 et 43 du porte-satellites 40 avec interposition de roulements à aiguilles 45. On this shaft 12 is mounted, linked in rotation by grooves 13, the sun pinion 30 of the planetary gear 3 around which is placed a planet carrier 40. This planet carrier 40 is linked in rotation to the pulley 41 to which is transmitted the motor vehicle engine rotation movement by a belt 42. The planet carrier 40 is here provided in two parts: the part 41 shaped as a pulley and a part 43 which is linked to it. The satellites 44 have axial extensions through which they are mounted in the openings of the parts 41 and 43 of the planet carrier 40 with the interposition of needle bearings 45.
Le train épicycloïdal 3 comporte de plus une couronne 50, cette couronne 50 présentant de chaque côté de sa zone conformée en pignon, des prolongements radiaux par lesquels elle forme une enveloppe 51 cylindrique entourant le porte-satellites 40 et le pignon solaire 30. The planetary gear train 3 further comprises a crown 50, this crown 50 having on each side of its zone shaped as a pinion, radial extensions by which it forms a cylindrical envelope 51 surrounding the planet carrier 40 and the sun pinion 30.
L'enveloppe 51 est fermée du côté opposé à l'alternateur par un flasque 52 transversal qui est rapporté par exemple par vissage. The envelope 51 is closed on the side opposite to the alternator by a transverse flange 52 which is attached for example by screwing.
La couronne 50 est également conformée avec un flasque transversal 53 s'étendant à l'opposé de l'axe par lequel elle est apte à être freinée par un frein 54 monté dans un carter 6 rapporté sur un flasque 14 que présente l'alternateur. The crown 50 is also shaped with a transverse flange 53 extending opposite the axis by which it is capable of being braked by a brake 54 mounted in a casing 6 mounted on a flange 14 presented by the alternator.
Le frein 54 est ici représenté sous la forme d'un frein électro-magnétique dont on voit la bobine 55 mais pourrait bien entendu être des tout autre type. The brake 54 is here represented in the form of an electromagnetic brake, the coil 55 of which can be seen, but could of course be of any other type.
Le carter 6 est formé d'un flasque transversal 61 en direction de l'axe 13 et d'une portion cylindrique 62 en direction du flasque transversal 53 de la couronne, ladite portion cylindrique 62 portant ledit frein 54. The casing 6 is formed of a transverse flange 61 in the direction of the axis 13 and of a cylindrical portion 62 in the direction of the transverse flange 53 of the crown, said cylindrical portion 62 carrying said brake 54.
Comme il ressort de la description qui vient d'être faite des divers éléments, l'organe d'entrée du train épicycloïdal 3 est le porte-satellites 40 lié au moteur par la poulie 41 et la courroie 42, l'organe de sortie est le pignon solaire 30 lié à l'arbre 12 du rotor et l'organe de réaction est la couronne 50. As appears from the description which has just been made of the various elements, the input member of the planetary gear train 3 is the planet carrier 40 linked to the motor by the pulley 41 and the belt 42, the output member is the sun pinion 30 linked to the shaft 12 of the rotor and the reaction member is the crown 50.
Ce train épicycloïdal 3 permet, de manière connue en soi, d'obtenir deux rapports de vitesse qui sont une prise directe lorsque la couronne 50 est libre et une vitesse surmultipliée lorsque le frein 54 immobilise la couronne. This planetary gear 3 allows, in a manner known per se, to obtain two speed ratios which are a direct setting when the crown 50 is free and an overdrive speed when the brake 54 immobilizes the crown.
Lors du fonctionnement du train épicycloïdal 3 en petite vitesse, c'est-à-dire en prise directe, la couronne 50 est libre en rotation, elle aura donc-tendance à tourner plus vite que le pignon solaire si celui-ci est soumis à un couple résistant. On utilise alors une roue libre qui, suivant une disposition particulièrement avantageuse, représentée au dessin, est positionnée entre la couronne 50 et le porte-satellites 40. During the operation of the planetary gear train 3 at low speed, that is to say in direct drive, the crown 50 is free to rotate, it will therefore tend to rotate faster than the sun gear if the latter is subjected to a resistant couple. A freewheel is then used which, according to a particularly advantageous arrangement, shown in the drawing, is positioned between the crown 50 and the planet carrier 40.
Comme visible sur la figure, le flasque transversal 52 lié à la couronne 50 présente un prolongement axial 56 autour duquel est montée la roue libre 7, elle est ainsi entre la partie 43 du porte-satellites 40 et ledit prolongement 56. La roue libre est montée de telle façon qu'elle se bloque lorsque la couronne 50 tourne plus vite que le porte-satellites 40. Lorsque ceci se produit, en petite vitesse, les vitesses de la couronne et du porte-satellites sont ainsi rendues égales, les satellites 44 sont alors immobilisés par rapport au porte-satellites et le mouvement du porte-satellites 40 est directement transmis au pignon solaire 30. As visible in the figure, the transverse flange 52 linked to the crown 50 has an axial extension 56 around which the free wheel 7 is mounted, it is thus between the part 43 of the planet carrier 40 and said extension 56. The free wheel is mounted so that it locks when the crown 50 rotates faster than the planet carrier 40. When this occurs, at low speed, the speeds of the crown and the planet carrier are thus made equal, the satellites 44 are then immobilized relative to the planet carrier and the movement of the planet carrier 40 is directly transmitted to the sun gear 30.
A titre indicatif, si les nombres de dents des pignons utilisés sont respectivement : 39 pour le pignon solaire, 15 pour les satellites e-t 69 pour la couronne, le rapport de transmission sera de 2,77. As an indication, if the numbers of teeth of the pinions used are respectively: 39 for the sun pinion, 15 for the satellites e-t 69 for the crown, the transmission ratio will be 2.77.
En utilisant une poulie assurant une multiplication de 2,17 par rapport à la vitesse du moteur, on entraîne alors l'alternateur en petite vitesse avec un rapport de 2,17 et en grande vitesse avec un rapport de 6. Using a pulley ensuring a multiplication of 2.17 with respect to the engine speed, the generator is then driven at low speed with a ratio of 2.17 and at high speed with a ratio of 6.
La grande vitesse sera utilisée tant que la vitesse du moteur sera inférieure à 2 500 tours par minute, ce qui assurera une vitesse de rotation maximale de 15 000 tours par minute de l'alternateur, puis le changement de vitesse dans le dispositif d'entralnement-sera assuré afin d'entraîner l'alternateur en petite vitesse. Ledit changement de vitesse est assuré, par exemple, par un microprocesseur relié à des capteurs donnant la valeur de différents paramètres du véhicule par exemple de la vitesse du moteur. High speed will be used as long as the engine speed is lower than 2,500 rpm, which will ensure a maximum rotation speed of 15,000 rpm of the alternator, then the gear change in the centering device - will be insured in order to drive the alternator at low speed. Said speed change is ensured, for example, by a microprocessor connected to sensors giving the value of various parameters of the vehicle for example of the engine speed.
Ce type d'entraînement d'un alternateur permet d'obtenir la puissance de 4 à 5 Kw nécessaire pour alimenter les nouveaux équipements automobiles quel que soit le régime du moteur. This type of alternator drive makes it possible to obtain the power of 4 to 5 Kw necessary to supply new automotive equipment whatever the engine speed.
Afin de ne pas soumettre l'arbre du rotor à la tension de la courroie on a prévu, suivant l'invention, de guider la poulie sur un carter fixe. In order not to subject the rotor shaft to the tension of the belt, provision has been made, according to the invention, for guiding the pulley on a fixed casing.
A cet effet, le flasque 61 du carter 6 présente un prolongement axial 63 en direction du train épicycloïdal sur lequel est guidée la poulie 41. Les efforts de tension de la courroie sont ainsi transmis à un carter fixe et ne risquent pas de nuire au bon fonctionnement du dispositif. For this purpose, the flange 61 of the casing 6 has an axial extension 63 in the direction of the planetary gear on which the pulley 41 is guided. The tension forces of the belt are thus transmitted to a fixed casing and are not likely to harm the good operation of the device.
La poulie 41, et ainsi le porte-satellites 40, est parfaitement guidée sur le carter 6 par des roulements 46 montés en opposition. La couronne 50 et le pignon solaire 30 sont à leur tour guidés par rapport au porte-satellites 40 par des roulements 57 et 31 placés à chacune de leurs extrémités axiales. The pulley 41, and thus the planet carrier 40, is perfectly guided on the casing 6 by bearings 46 mounted in opposition. The crown 50 and the sun gear 30 are in turn guided relative to the planet carrier 40 by bearings 57 and 31 placed at each of their axial ends.
Par de telles dispositions, d'une part, l'arbre 12 du rotor ne risque pas d'être amené à fléchir, et, d'autre part, les divers éléments du train épicycloïdal sont maintenus afinque la géométrie du train épicycloïdal soit gardée au cours du fonctionnement. By such arrangements, on the one hand, the shaft 12 of the rotor is not likely to be caused to bend, and, on the other hand, the various elements of the planetary gear are maintained so that the geometry of the planetary gear is kept at during operation.
Un autre avantage du dispositif vient de la présence de l'enveloppe cylindrique 51 de la couronne 50, sa présence permet en effet de créer un volume fermé étanche en prévoyant trois joints 47, 58 et 32, le premier entre la couronne et le porte-satellites, et le second entre le porte-satellites et le pignon solaire. Dans ce volume étanche il est alors possible de prévoir une lubrification du train épicycloïdal 3 par barbotage. Another advantage of the device comes from the presence of the cylindrical envelope 51 of the crown 50, its presence in fact makes it possible to create a sealed sealed volume by providing three seals 47, 58 and 32, the first between the crown and the holder. satellites, and the second between the planet carrier and the sun gear. In this sealed volume it is then possible to provide lubrication of the planetary gear 3 by bubbling.
Il va de soi que l'invention ne se limite pas à la seule forme de réalisation qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple, elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes respectant les mêmes caractéristiques. It goes without saying that the invention is not limited to the single embodiment which has been described above, by way of example, it embraces, on the contrary, all the variants respecting the same characteristics.
Claims (7)
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8803454A FR2628809A3 (en) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | GEARBOX for driving alternator - has epicyclic gear train with electromagnet to change gear ratio to maintain alternator speed at low engine speed |
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| FR8803454A FR2628809A3 (en) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | GEARBOX for driving alternator - has epicyclic gear train with electromagnet to change gear ratio to maintain alternator speed at low engine speed |
Publications (1)
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| FR8803454A Pending FR2628809A3 (en) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | GEARBOX for driving alternator - has epicyclic gear train with electromagnet to change gear ratio to maintain alternator speed at low engine speed |
Country Status (1)
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| FR (1) | FR2628809A3 (en) |
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