FR2667374A1 - Device for transmitting a driving torque for a motor vehicle driving wheel with a rolling-contact bearing and a speed reducer which are built into the wheel - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention se rapporte à un dispositif de réducteur de vitesse placé dans une roue motrice de véhicule automobile, et plus particulièrement à un dispositif de ce type comportant un réducteur épicycloidal intégré au moyen de roue. The present invention relates to a speed reducer device placed in a driving wheel of a motor vehicle, and more particularly to a device of this type comprising an epicycloidal reducer integrated by means of the wheel.
On connut des réducteurs de vitesse intégrés à une roue de véhicule, tels que par exemple un véhicule automobile propulsé par plusieurs moteurs électriques, généralement au nombre d'un par roue. Avec de tels véhicules, des problèmes d'encombrement et de poids se présentent si l'on désire intégrer un moteur électrique dans chaque roue. There have been known speed reducers integrated into a vehicle wheel, such as for example a motor vehicle powered by several electric motors, generally one in number per wheel. With such vehicles, problems of space and weight arise if one wishes to integrate an electric motor in each wheel.
Aussi, a-t-on proposé de monter les moteurs électriques sur la caisse du véhicule, et de disposer un réducteur de vitesse dans la roue afin de pouvoir obtenir des tringleries de direction et de suspension de longueur suffisante et d'ainsi obtenir un braquage et un débattement satisfaisants de la roue. Also, it has been proposed to mount the electric motors on the vehicle body, and to have a speed reducer in the wheel in order to be able to obtain steering and suspension linkages of sufficient length and thus obtain a steering and satisfactory wheel travel.
Toutefois, ces dispositifs réducteurs de vitesse intégrés à la roue sont volumineux et obligent à monter des organes du réducteur en porte-à-faux par rapport aux roulements. However, these speed reduction devices integrated into the wheel are bulky and make it necessary to mount the reduction gear members in overhang relative to the bearings.
L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif de transmission d'un couple d'entranement d'une roue motrice de véhicule automobile, avec un réducteur de vitesse et un roulement qui soient intégrés à la roue, et qui soient peu encombrants. De plus, l'invention a pour but de proposer un dispositif de transmission où le réducteur de vitesse n'est pas monté en porte-à-faux, et qui permette par conséquent d'obtenir un guidage et une rigidité mécanique de la roue qui sont supérieurs à ceux des dispositifs de transmission usuels. The object of the invention is to remedy these drawbacks by proposing a device for transmitting a driving torque of a driving wheel of a motor vehicle, with a speed reducer and a bearing which are integrated into the wheel, and which are compact. In addition, the invention aims to provide a transmission device where the speed reducer is not mounted in overhang, and which therefore allows to obtain guidance and mechanical rigidity of the wheel which are superior to those of conventional transmission devices.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de transmission d'un couple d'entrainement d'une roue motrice de véhicule automobile, avec un roulement et un réducteur de vitesse qui sont intégrés à la roue, et du type dans lequel le réducteur comprend des pignons satellites en prise avec une couronne dentée fixe et avec un pignon planétaire d'entraînement, le roulement comportant une bague intérieure et une bague extérieure, le dispositif étant caractérisé en ce que la couronne fixe est intégrée à la bague extérieure du roulement, les pignons satellites étant respectivement montés à rotation entre deux paliers d'un support relié à la jante et formé par la bague intérieure, de façon que le réducteur soit entièrement intégré au roulement. To this end, the subject of the invention is a device for transmitting a driving torque of a driving wheel of a motor vehicle, with a bearing and a speed reducer which are integrated into the wheel, and of the type in which the reduction unit comprises planet gears engaged with a fixed toothed ring and with a planetary drive pinion, the bearing comprising an internal ring and an external ring, the device being characterized in that the fixed ring is integrated in the external ring of the bearing, the planet gears being respectively mounted for rotation between two bearings of a support connected to the rim and formed by the inner ring, so that the reduction gear is fully integrated into the bearing.
Le dispositif est encore caractérisé en ce que la bague interne est constituée par deux flasques fixés l'un à l'autre et comportant chacun à leur périphérie un chemin de roulement pour des éléments roulant grâce auxquels les flasques sont montés à rotation dans la bague extérieure du roulement. The device is further characterized in that the internal ring is constituted by two flanges fixed to one another and each comprising at their periphery a raceway for rolling elements by which the flanges are rotatably mounted in the outer ring of the bearing.
On précisera ici que, conformément à l'invention, une jante et un disque de freinage de la roue sont fixés à l'un desdits flasques de la bague intérieure du roulement. It will be specified here that, according to the invention, a rim and a wheel braking disc are fixed to one of said flanges of the inner ring of the bearing.
Le dispositif se caractérise encore en ce que le pignon planétaire est intégré à un arbre de transmission, ce dernier étant monté pivotant dans la bague intérieure par l'intermédiaire de deux paliers respectivement prévus dans l'un des flasques, de part et d'autre dudit pignon planétaire. The device is further characterized in that the planetary pinion is integrated into a transmission shaft, the latter being pivotally mounted in the inner ring by means of two bearings respectively provided in one of the flanges, on either side of said planetary gear.
L'invention est caractérisée en ce que chaque pignon satellite comporte deux roues dentées de diamètres différents, solidaire d'un arbre porte-satellite et respectivement en prise avec la couronne fixe et le pignon planétaire, ledit arbre porte-satellite étant monté libre en rotation, à chacune de ses extrémités, par l'intermédiaire de deux paliers respectivement prévus dans l'un des flasques précités de la bague intérieure. The invention is characterized in that each satellite pinion comprises two toothed wheels of different diameters, integral with a planet carrier shaft and respectively engaged with the fixed crown and the planetary gear, said planet carrier shaft being mounted to rotate freely , at each of its ends, by means of two bearings respectively provided in one of the abovementioned flanges of the inner ring.
L'invention est encore caractérisée en ce que le roulement et le réducteur intégré constituent une cartouche cylindrique pouvant être montée telle quelle dans un porte-fusée de support de la roue. The invention is further characterized in that the bearing and the integrated reduction gear constitute a cylindrical cartridge which can be mounted as it is in a stub axle supporting the wheel.
On notera encore ici que, conformément à l'invention, la cartouche cylindrique précitée comporte à sa périphérie des pattes de fixation pour le montage de la cartouche dans le porte-fusée. It will also be noted here that, in accordance with the invention, the aforementioned cylindrical cartridge has at its periphery fixing lugs for mounting the cartridge in the stub axle.
En outre, l'invention est caractérisée en ce que la cartouche cylindrique est étanche et comporte des moyens de précontraintes des éléments roulant et/ou des organes du réducteur. In addition, the invention is characterized in that the cylindrical cartridge is sealed and includes means for prestressing the rolling elements and / or the members of the reduction gear.
Mais d'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparatront mieux dans la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 est une vue en section longitudinale du dispositif de transmission conforme à l'invention, et
- la figure 2 est une vue suivant la flèche A de la figure 1 de la cartouche cylindrique du dispositif.However, other advantages and characteristics of the invention will appear better in the detailed description which follows of an embodiment given solely by way of example, which refers to the appended drawings in which
FIG. 1 is a view in longitudinal section of the transmission device according to the invention, and
- Figure 2 is a view along arrow A of Figure 1 of the cylindrical cartridge of the device.
En se reportant tout d'abord à la figure 1, on voit qu'une jante 1 d'une roue motrice R (non représentée) de véhicule automobile est montée sur un porte-fusée 2 auquel sont raccordés un élément porteur 3 et une bielle 4 du système de suspension du véhicule. Referring first to Figure 1, we see that a rim 1 of a drive wheel R (not shown) of a motor vehicle is mounted on a stub axle 2 to which are connected a carrier element 3 and a connecting rod 4 of the vehicle suspension system.
Plus précisément, la jante 1 est montée à rotation sur le porte-fusée 2 par l'intermédiaire d'un roulement dont une bague extérieure 5 est fixée dans un logement 2a du porte-fusée 2, et dont une bague intérieure 6 comporte des perçages filetés 7, dans lesquels viennent se loger des vis 8 de fixation de la jante 1. Une partie centrale la de la jante 1 prend appui, en position de montage, contre un disque de freinage 9 qui est interposé entre la bague intérieure 6 et la jante 1, de façon à être solidaire de cette dernière. A cet effet, le disque de freinage 9 comporte des perçages 10 qui viennent en position de montage, au regard des perçages filetés 7 de la bague intérieure 6 afin d'être traversés par les vis de fixation 8. More specifically, the rim 1 is rotatably mounted on the stub axle 2 by means of a bearing, an outer ring 5 of which is fixed in a housing 2 a of the stub axle 2, and an inner ring 6 of which has holes threaded 7, in which are housed screws 8 for fixing the rim 1. A central part 1a of the rim 1 bears, in the mounting position, against a braking disc 9 which is interposed between the inner ring 6 and the rim 1, so as to be integral with the latter. To this end, the brake disc 9 has holes 10 which come into the mounting position, with regard to the threaded holes 7 of the inner ring 6 so as to be crossed by the fixing screws 8.
Des éléments roulant repérés en 18 sont interposés entre la bague intérieure 6 et la bague extérieure 5 et circulent dans des chemins de roulement 19 et 20 formés respectivement dans les bagues 5 et 6 du roulement. Rolling elements identified at 18 are interposed between the inner ring 6 and the outer ring 5 and circulate in raceways 19 and 20 formed respectively in the rings 5 and 6 of the bearing.
Suivant l'exemple illustré, le roulement comprend deux rangées d'éléments roulant 18, qui sont constituées par des billes logées dans les chemins de roulement 19 et 20, de façon à obtenir un contact oblique entre les billes 18 et les bagues 5 et 6.According to the example illustrated, the bearing comprises two rows of rolling elements 18, which are constituted by balls housed in the raceways 19 and 20, so as to obtain an oblique contact between the balls 18 and the rings 5 and 6 .
La jante 1 de la roue motrice R est entraînée en rotation par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesse à engrenages, désigné par la référence générale 12. Le réducteur 12 comprend suivant l'exemple illustré sur les figures 1 et 2, trois pignons satellites 13 qui sont en prise d'une part avec une couronne dentée 17 qui est fixe par rapport à la bague extérieure 5, et d'autre part avec un pignon planétaire 14. Le pignon planétaire 14 est constitué par une partie dentée d'un arbre de transmission 15 dont l'extrémité opposée à la jante 1 fait saillie du réducteur de vitesse 12 et comporte un joint homocinétique 16 pouvant être raccordé fonctionnellement à un moteur (non représenté). The rim 1 of the driving wheel R is driven in rotation by means of a gear speed reducer, designated by the general reference 12. The reducer 12 comprises, according to the example illustrated in FIGS. 1 and 2, three pinions satellites 13 which are engaged on the one hand with a toothed ring 17 which is fixed relative to the outer ring 5, and on the other hand with a planetary gear 14. The planetary gear 14 is constituted by a toothed part of a transmission shaft 15, the end opposite to the rim 1 protrudes from the speed reducer 12 and comprises a constant velocity joint 16 which can be functionally connected to a motor (not shown).
On comprend donc que l'arbre de transmission 15 et pignon planétaire 14 permettent d'entraîner en rotation les organes mobiles du réducteur 12, et par conséquent la jante 1. It is therefore understood that the transmission shaft 15 and planetary pinion 14 make it possible to drive the mobile members of the reduction gear 12 in rotation, and consequently the rim 1.
Les pignons satellites 13 sont solidaires d'arbres porte-satellites 22 qui coopèrent avec la bague intérieure 6 du roulement pour entraner la jante en rotation. The planet gears 13 are integral with planet carrier shafts 22 which cooperate with the inner ring 6 of the bearing to cause the rim to rotate.
Conformément à l'invention, la couronne fixe 17 du réducteur 12 est constituée par une partie dentée, intégrée à la bague extérieure 5 du roulement et usinée suivant l'exemple illustré, en saillie à l'intérieur de cette bague 5, entre les deux chemins de roulement, repérés en 19. According to the invention, the fixed ring 17 of the reduction gear 12 is constituted by a toothed part, integrated into the outer ring 5 of the bearing and machined according to the example illustrated, projecting inside this ring 5, between the two raceways, identified in 19.
Sur la figure 1, on voit bien que chacun des arbres porte-satellites 22, et par conséquent chacun des pignons satellites 13, est monté à rotation par ses extrémités dans des paliers 23 et 24 formés dans la bague intérieure 6, qui leur sert ainsi de support. Le guidage en rotation de chaque arbre porte-satellites 22 est effectué par des roulements à aiguilles 25 et 26 qui sont logés dans chacun des paliers 23 et 24, respectivement. In FIG. 1, it can be seen that each of the planet carrier shafts 22, and consequently each of the planet gears 13, is rotatably mounted by its ends in bearings 23 and 24 formed in the inner ring 6, which thus serves them of support. The guiding in rotation of each planet carrier shaft 22 is carried out by needle bearings 25 and 26 which are housed in each of the bearings 23 and 24, respectively.
Chaque pignon satellite 13 est constitué par deux roues dentées 131 et 132 de diamètres différents l'un de l'autre, afin d'obtenir un rapport de démultiplication approprié entre la vitesse d'entrée du pignon planétaire 14 et la vitesse de sortie du réducteur 12, c'est-à-dire la vitesse d'entralnement de la jante 1. Each satellite pinion 13 is constituted by two toothed wheels 131 and 132 of different diameters from each other, in order to obtain an appropriate reduction ratio between the speed of entry of the planetary pinion 14 and the speed of exit of the reduction gear. 12, that is to say the speed of entrainment of the rim 1.
La roue dentée 131 de plus grand diamètre est en prise d'engrenage avec le pignon planétaire 14, de façon à entraîner en rotation l'arbre porte-satellites 22, et par conséquent la deuxième roue dentée 132 du pignon satellite 13. Cette roue dentée 132 qui présente un diamètre inférieur à celui de la roue 131 est en prise avec la couronne fixe 17. On a ainsi formé un réducteur épicycloidal 12 qui est intégré à la bague extérieure 5 du roulement. The larger diameter toothed wheel 131 is meshed with the planetary pinion 14, so as to rotate the planet carrier shaft 22, and consequently the second toothed wheel 132 of the satellite pinion 13. This toothed wheel 132 which has a diameter smaller than that of the wheel 131 is engaged with the fixed crown 17. A planetary gearbox 12 has thus been formed which is integrated into the outer ring 5 of the bearing.
On voit bien sur la figure 1 que la bague intérieure 6 du roulement est constituée par deux flasques 61 et 62 qui sont fixés l'un à l'autre à l'aide de vis 63. It can be seen in FIG. 1 that the inner ring 6 of the bearing is constituted by two flanges 61 and 62 which are fixed to each other by means of screws 63.
Chacun des chemins de roulements 20 est formé à la périphérie externe de l'un des flasques 61, 62, à proximité de chacune des faces externes de la bague 6.Each of the raceways 20 is formed at the external periphery of one of the flanges 61, 62, near each of the external faces of the ring 6.
On précisera encore ici que la jante 1 de la roue
R et le disque de freinage 9 sont fixés au flasque 62 de la bague 6 afin d'être solidairement entraînés en rotation.We will also specify here that the rim 1 of the wheel
R and the brake disc 9 are fixed to the flange 62 of the ring 6 so as to be integrally driven in rotation.
De plus, chaque flasque 61 et 62 du réducteur épicycloidal 12 comporte un épaulement en retrait, de sorte que les deux flasques 61, 62 une fois assemblés à l'aide des vis 63 et avec les deux épaulements au regard l'un de l'autre, forment une rainure centrale 64 qui s'étend suivant la périphérie externe de la bague 6. In addition, each flange 61 and 62 of the epicyclic reduction gear 12 has a recessed shoulder, so that the two flanges 61, 62 once assembled using the screws 63 and with the two shoulders facing one of the other, form a central groove 64 which extends along the external periphery of the ring 6.
En position montée, la couronne fixe 17 fait saillie dans la rainure périphérique 64 de la bague 6 de manière à réduire l'encombrement du réducteur épicycoidal à l'intérieur de la bague extérieure 5.In the mounted position, the fixed crown 17 projects into the peripheral groove 64 of the ring 6 so as to reduce the size of the epicycoidal reducer inside the outer ring 5.
Chaque flasque 61, 62 comporte à sa partie centrale, des paliers 65 et 66 dans lesquels sont respectivement logés des roulements à aiguilles 31 et 32 par l'intermédiaire desquels l'arbre de transmission 15 est monté pivotant dans la bague intérieure 6. Dans leur position montée dans le réducteur 12, les paliers 65 et 66 sont disposés de part et d'autre du pignon planétaire 14, de sorte que ce dernier est monté sans porte-à-faux, ce qui améliore la tenue mécanique et la qualité de guidage en rotation de la jante 1. Each flange 61, 62 has at its central part, bearings 65 and 66 in which are respectively housed needle bearings 31 and 32 by means of which the transmission shaft 15 is pivotally mounted in the inner ring 6. In their position mounted in the reducer 12, the bearings 65 and 66 are arranged on either side of the planetary pinion 14, so that the latter is mounted without overhang, which improves the mechanical strength and the quality of guidance in rotation of the rim 1.
On comprend donc que le roulement à billes et le réducteur épicycloidal 12 intégré forment ensemble une cartouche cylindrique et compacte C, qui peut aisément être montée telle quelle dans le porte-fusée de support de la roue R. A cet effet, la cartouche cylindrique C comporte, à sa périphérie et comme on le voit bien sur la figure 2, des pattes de fixation 33, qui font saillie de la périphérie externe de la bague extérieure 5. Chaque patte de fixation 33 présente un perçage 34 dans lequel une vis de serrage (non représentée) peut être montée pour fixer la cartouche cylindrique C sur le porte-fusée 2. It is therefore understood that the ball bearing and the integrated epicyclic reducer 12 together form a cylindrical and compact cartridge C, which can easily be mounted as is in the stub axle supporting the wheel R. For this purpose, the cylindrical cartridge C comprises, at its periphery and as can be seen in FIG. 2, fixing lugs 33, which protrude from the external periphery of the outer ring 5. Each fixing lug 33 has a hole 34 in which a tightening screw (not shown) can be mounted to fix the cylindrical cartridge C on the stub axle 2.
On a repéré en 36, 37 et 38 des joints qui sont montés dans la cartouche cylindrique C de façon que celle-ci forme un ensemble étanche. Les joints d'étanchéité 36 et 37 sont montés entre la bague extérieure 5 et la bague intérieure 6, respectivement sur la périphérie de la face externe des flasques 61 et 62. Le joint d'étanchéité 38 est quant à lui monté à la périphérie d'une ouverture centrale 67 du flasque 61, qui formée au regard du palier 65, et d'où fait saillie hors du réducteur 12 l'extrémité libre de l'arbre de transmission 15. Par ailleurs, le flasque 62 dans lequel débouche le palier 66 comporte une capsule d'obturation 70 qui est logée dans l'extrémité du palier 66 afin de fermer celui-ci de façon étanche. Seals have been identified at 36, 37 and 38 which are mounted in the cylindrical cartridge C so that the latter forms a sealed assembly. The seals 36 and 37 are mounted between the outer ring 5 and the inner ring 6, respectively on the periphery of the outer face of the flanges 61 and 62. The seal 38 is itself mounted on the periphery of 'a central opening 67 of the flange 61, which formed with respect to the bearing 65, and from which protrudes from the reducer 12 the free end of the drive shaft 15. Furthermore, the flange 62 into which the bearing opens 66 comprises a closure cap 70 which is housed in the end of the bearing 66 in order to close the latter sealingly.
On notera également ici que les vis de fixation 63 font également office de moyens de précontraintes des billes 18. En effet, lors de l'assemblage de la cartouche cylindrique C, des jeux peuvent être prévus de façon appropriée entre les flasques 61 et 62, de sorte que les parties de contact oblique des chemins de roulement 19 et 20 des bagues intérieure et extérieure soient respectivement sollicitées l'une à l'encontre de l'autre. It will also be noted here that the fixing screws 63 also act as prestressing means for the balls 18. In fact, during the assembly of the cylindrical cartridge C, clearances can be provided between the flanges 61 and 62, so that the oblique contact parts of the raceways 19 and 20 of the inner and outer rings are respectively biased against each other.
Le fonctionnement du dispositif de transmission qui vient d'être décrit est celui d'un réducteur epicycloidal dont le planétaire 14 est solidaire en rotation de l'arbre moteur 15, la roue entralnée R étant solidaire en rotation du porte satellite 6 et la couronne 17 étant fixe. The operation of the transmission device which has just been described is that of an epicycloidal reducer whose planetary gear 14 is integral in rotation with the motor shaft 15, the entralné wheel R being integral in rotation with the planet carrier 6 and the crown 17 being fixed.
On a ainsi obtenu un dispositif de transmission d'un couple d'entranement d'une roue de véhicule, dans lequel un réducteur de vitesse est entièrement intégré au roulement. Un tel dispositif est peu encombrant et permet d'obtenir un guidage précis de la jante et des éléments mobiles du réducteur. De plus, un tel dispositif peut aisément être intégré à un véhicule automobile existant, sans modification importante des organes de suspension, de direction ou de freinage. En outre, la cartouche cylindrique formée par l'ensemble roulement-réducteur est étanche et peut aisément être montée dans le porte-fusée. There was thus obtained a device for transmitting a drive torque of a vehicle wheel, in which a speed reducer is fully integrated into the bearing. Such a device takes up little space and makes it possible to obtain precise guidance of the rim and of the mobile elements of the reduction gear. In addition, such a device can easily be integrated into an existing motor vehicle, without significant modification of the suspension, steering or braking members. In addition, the cylindrical cartridge formed by the bearing-reduction unit is sealed and can easily be mounted in the stub axle.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré, qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. C'est ainsi que les roulements de guidage des arbres de transmission et porte-satellites peuvent être d'un type différent, en fonction des vitesses et des charges qui sont leur sont appliquées. La bague intérieure du roulement peut également être constituée de plus de deux parties ou flasques assemblés les uns aux autres, et peut aussi faire office de support pour plus de trois arbres porte-satellites. Of course, the invention is in no way limited to the embodiment described and illustrated, which has been given only by way of example. This is how the guide bearings of the transmission shafts and planet carriers can be of a different type, depending on the speeds and the loads which are applied to them. The inner ring of the bearing can also be made up of more than two parts or flanges assembled together, and can also act as a support for more than three planet carrier shafts.
Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs eombinaisons, si celles-ci sont effectuées conformément aux revendications qui suivent. On the contrary, the invention includes all the technical equivalents of the means described, as well as their combinations, if these are carried out in accordance with the claims which follow.
Claims (8)
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| FR9011937A FR2667374B1 (en) | 1990-09-27 | 1990-09-27 | DEVICE FOR TRANSMITTING A DRIVE TORQUE OF A MOTOR VEHICLE WHEEL WITH A BEARING AND A SPEED REDUCER INTEGRATED INTO THE WHEEL. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| FR9011937A FR2667374B1 (en) | 1990-09-27 | 1990-09-27 | DEVICE FOR TRANSMITTING A DRIVE TORQUE OF A MOTOR VEHICLE WHEEL WITH A BEARING AND A SPEED REDUCER INTEGRATED INTO THE WHEEL. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| FR2667374A1 true FR2667374A1 (en) | 1992-04-03 |
| FR2667374B1 FR2667374B1 (en) | 1995-02-10 |
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ID=9400715
Family Applications (1)
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| FR9011937A Expired - Fee Related FR2667374B1 (en) | 1990-09-27 | 1990-09-27 | DEVICE FOR TRANSMITTING A DRIVE TORQUE OF A MOTOR VEHICLE WHEEL WITH A BEARING AND A SPEED REDUCER INTEGRATED INTO THE WHEEL. |
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