FR2801144A1 - DRIVE DEVICE WITH ELECTRIC MOTOR APPLICABLE IN PARTICULAR TO A CARRIER - Google Patents
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Abstract
Dispositif comprenant un moteur électrique et un différentiel (10) relié en sortie à deux rotors (11, 12). Le moteur comprend un stator (4) et un rotor (5) coopérant avec le différentiel (10). Les axes des rotors de sortie (11, 12) et du moteur (5) sont coaxiaux. Le différentiel (10) est intégré dans le rotor (5). Le différentiel (10) est à pignons droits et le moteur électrique à aimants permanents. Le moteur comprend un boîtier (1) avec des couvercles latéraux (2, 3) recevant chacun un rotor de sortie (11, 12).Device comprising an electric motor and a differential (10) connected at the output to two rotors (11, 12). The motor comprises a stator (4) and a rotor (5) cooperating with the differential (10). The axes of the output rotors (11, 12) and the motor (5) are coaxial. The differential (10) is integrated in the rotor (5). The differential (10) is with straight gears and the electric motor with permanent magnets. The motor comprises a housing (1) with side covers (2, 3) each receiving an output rotor (11, 12).
Description
La présente invention concerne un dispositif d'entraînement comprenant unThe present invention relates to a drive device comprising a
moteur électrique avec un stator et un rotor, et un différentiel coopérant avec le rotor, la sortie du différentiel étant reliée à deux rotors de sortie dont les axes sont coaxiaux entre eux et avec l'axe du rotor electric motor with a stator and a rotor, and a differential cooperating with the rotor, the output of the differential being connected to two output rotors whose axes are coaxial with each other and with the axis of the rotor
du moteur électrique.of the electric motor.
Un dispositif d'entraînement correspondant au type défini ci-dessus est décrit dans le document A drive device corresponding to the type defined above is described in the document
DE 43 00 445 Al comme partie d'un essieu moteur autoporteur. DE 43 00 445 Al as part of a self-supporting driving axle.
La présente invention a pour but de développer un dispositif d'entraînement correspondant au type ci-dessus, The present invention aims to develop a drive device corresponding to the above type,
compact et permettant de multiples applications. compact and allowing multiple applications.
A cet effet, l'invention concerne un dispositif To this end, the invention relates to a device
caractérisé en ce que le différentiel est intégré dans le ro- characterized in that the differential is integrated in the ro-
tor du moteur électrique.tor of the electric motor.
Cela permet de raccourcir la longueur du disposi- This shortens the length of the device.
tif d'entraînement simplifiant d'une part la construction et réduisant le coût de fabrication et permettant d'autre part de nouvelles applications. Ainsi, dans les applications du dispositif d'entraînement selon l'invention comme essieu, la tif of training on the one hand simplifying the construction and reducing the manufacturing cost and allowing on the other hand new applications. Thus, in the applications of the drive device according to the invention as an axle, the
réduction des dimensions permet des empattements très petits. reduced dimensions allow very small wheelbases.
Pour des essieux dits " à roues directrices " et/ou pour une For axles called "steered wheels" and / or for a
suspension à une roue unique, on peut utiliser des articula- single wheel suspension, articulations can be used
tions homocinétiques. Il en résulte des angles plus petits homokinetic tions. This results in smaller angles
pour les axes articulés, augmentant leur durée de vie. for articulated axes, increasing their lifespan.
Dans la mesure o le différentiel est fermé de Insofar as the differential is closed by
manière étanche, on évite que du lubrifiant ne sorte du dif- in a leaktight way, we prevent lubricant from coming out of the diff
férentiel et n'arrive dans la partie électrique du dispositif d'entraînement. De façon avantageuse, le moteur électrique est la partie centrale d'un essieu de roue. Cela permet d'utiliser le dispositif d'entraînement selon l'invention en principe and does not arrive in the electrical part of the drive device. Advantageously, the electric motor is the central part of a wheel axle. This allows the drive device according to the invention to be used in principle.
dans chaque type d'essieu ou de véhicule. in each type of axle or vehicle.
Selon un autre développement de l'invention, le moteur électrique est monté dans un pivot pendulaire. Dans ce cas, le dispositif d'entraînement selon l'invention peut par exemple s'utiliser dans le cas d'un chariot transporteur avec un pivot pendulaire guidé dans lequel les roues tandems According to another development of the invention, the electric motor is mounted in a pendulum pivot. In this case, the drive device according to the invention can for example be used in the case of a transport trolley with a guided pendulum pivot in which the tandem wheels
transmettent la force motrice à la chaussée. transmit the driving force to the road.
Dans un tel moteur à pivot pendulaire, on utilise In such a pendulum pivot motor,
actuellement des dispositifs d'entraînement sans différen- currently training devices with no difference
tiel. Dans ces montages, soit une seule des deux roues tan- dems excentrées est entraînée, ce qui crée un couple autour de l'axe vertical du timon, soit selon une autre solution, on entraîne les deux roues en les montant sur un arbre commun, tiel. In these arrangements, either only one of the two eccentric tandem wheels is driven, which creates a torque around the vertical axis of the drawbar, or according to another solution, the two wheels are driven by mounting them on a common shaft,
de sorte que les roues tandems sont reliées rigidement en ro- so that the tandem wheels are rigidly connected in a ro-
tation, produisant un patinage forcé, gênant, dans les tra- tation, producing a forced, annoying skating, in work
jectoires en courbe. Le dispositif d'entraînement selon l'invention ne transmet qu'une faible réaction de direction au timon et permet de réduire l'usure de roue par rapport à curved jectories. The drive device according to the invention transmits only a small steering reaction to the drawbar and makes it possible to reduce wheel wear compared to
un montage ne comportant qu'une seule roue motrice. an assembly comprising only one driving wheel.
Comme différentiel on peut utiliser un différen- As a differential one can use a differential
tiel à pignons coniques. Selon un développement avantageux de l'invention, on réalise le différentiel avec des pignons droits. tial with bevel gables. According to an advantageous development of the invention, the differential is produced with straight pinions.
Pour avoir une construction compacte, un dévelop- To have a compact construction, a development
pement avantageux de l'invention prévoit de réaliser le mo- pement advantageous of the invention provides to achieve the mo-
teur électrique comme moteur électrique à aimants permanents. electric motor as a permanent magnet electric motor.
Il est intéressant dans ce cas que le stator soit muni d'un It is interesting in this case that the stator is provided with a
système d'enroulement et le rotor d'un système d'aimants per- winding system and the rotor of a per- magnet system
manents. Dans la mesure o le moteur électrique comporte un boîtier avec deux couvercles latéraux et l'un ou les deux couvercles logeant chaque fois un rotor de sortie, on aura d'autres avantages du point de vue de la compacité et de la manents. Insofar as the electric motor comprises a housing with two side covers and one or both covers each housing an output rotor, there will be other advantages from the point of view of the compactness and the
simplicité du montage.simple assembly.
Les rotors de sortie peuvent également être réa- The output rotors can also be reset
lisés sous la forme d'arbres dont l'extrémité extérieure est chaque fois munie d'une bride. Mais il est également possible read in the form of trees whose outer end is each time provided with a flange. But it is also possible
de réaliser les rotors de sortie sous la forme d'arbres em- to produce the output rotors in the form of em-
boitables munis chacun de moyens pour transmettre le couple. boxes each provided with means for transmitting the torque.
Selon un développement avantageux de l'invention, chaque rotor de sortie comporte un frein, notamment un frein According to an advantageous development of the invention, each output rotor comprises a brake, in particular a brake
à desserrage électromagnétique et/ou une transmission, notam- electromagnetic loosening and / or transmission, in particular
ment une transmission planétaire prévue en amont ou en aval. planetary transmission planned upstream or downstream.
Les composants ci-dessus peuvent être montés directement au The above components can be mounted directly to the
niveau du moteur électrique par exemple dans son boîtier. level of the electric motor, for example in its housing.
Dans une application du dispositif d'entraînement selon l'invention à un essieu il est également possible de monter les composants dans les jantes ce qui permet de réduire la longueur des arbres de liaison avec le dispositif In an application of the drive device according to the invention to an axle, it is also possible to mount the components in the rims, which makes it possible to reduce the length of the shafts connecting to the device.
d'entraînement (pièce intermédiaire de l'axe). drive (intermediate part of the axis).
Dans la mesure o les couvercles et/ou les freins et/ou les transmissions sont symétriques par rapport à un plan médian du moteur électrique, perpendiculaire à son axe, on a un équilibre très poussé des masses. Cela simplifie le Insofar as the covers and / or the brakes and / or the transmissions are symmetrical with respect to a median plane of the electric motor, perpendicular to its axis, there is a very high balance of masses. This simplifies the
montage du dispositif d'entraînement selon l'invention et ré- mounting the drive device according to the invention and
duit son coût de fabrication.reduces its manufacturing cost.
La présente invention sera décrite ci-après à l'aide de différents exemples de réalisation représentés schématiquement dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une coupe longitudinale d'un dispositif d'entraînement selon l'invention en forme de pièce médiane d'un essieu, The present invention will be described below using different embodiments shown schematically in the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a longitudinal section of a drive device according to the invention in the form of a central part of an axle,
- la figure 2 est une coupe longitudinale d'une première va- - Figure 2 is a longitudinal section of a first va-
riante du dispositif d'entraînement de la figure 1, laughing of the drive device of FIG. 1,
- la figure 3 est une coupe longitudinale d'une seconde va- - Figure 3 is a longitudinal section of a second va-
riante du dispositif d'entraînement de la figure 1, - la figure 4 est une coupe longitudinale d'un dispositif d'entraînement selon l'invention installé dans un pivot pendulaire, - la figure 5 est une coupe transversale du dispositif laughing of the drive device of Figure 1, - Figure 4 is a longitudinal section of a drive device according to the invention installed in a pendulum pivot, - Figure 5 is a cross section of the device
d'entraînement de la figure 4.Figure 4.
Selon la figure 1, l'élément de base du disposi- According to FIG. 1, the basic element of the device
tif d'entraînement de l'invention est un moteur électrique. tif drive of the invention is an electric motor.
Celui-ci se compose d'un boîtier 1 et de deux couvercles la- This consists of a housing 1 and two covers la-
téraux 2, 3. Le boîtier 1 reçoit un stator 4 et un rotor 5. 2, 3. The housing 1 receives a stator 4 and a rotor 5.
Le stator 4 est formé d'un système d'enroulements 6, 7 avec interposition d'un paquet de tôles de stator 8. Le rotor 5 est monté dans les couvercles 2, 3 et son côté extérieur est The stator 4 is formed by a system of windings 6, 7 with the interposition of a package of stator sheets 8. The rotor 5 is mounted in the covers 2, 3 and its outer side is
relié à un système d'aimants permanents 9. connected to a permanent magnet system 9.
Le rotor 5 intègre un différentiel 10 dont la sortie est reliée à deux rotors de sortie 11, 12. Les rotors de sortie 11, 12 du présent exemple de réalisation ont la The rotor 5 incorporates a differential 10, the output of which is connected to two output rotors 11, 12. The output rotors 11, 12 of the present embodiment have the
forme d'arbres montés dans des paliers des couvercles 2, 3. shape of shafts mounted in bearings of covers 2, 3.
L'extrémité extérieure de chaque arbre est munie d'une bride lia, 12a. Le rotor 5 constitue la cage du différentiel 10 réalisé ici sous la forme d'un différentiel à pignons droits. Il est également possible de réaliser le différentiel 10 sous la forme d'un différentiel à pignons coniques. Les autres parties de la structure du différentiel 10 seront décrites ultérieurement. Le différentiel 10 est fermé de manière étanche par deux joints d'arbres 13, 14. Les joints d'arbres sont The outer end of each shaft is provided with a flange 11a, 12a. The rotor 5 constitutes the cage of the differential 10 produced here in the form of a differential with straight gears. It is also possible to produce the differential 10 in the form of a differential with bevel gears. The other parts of the differential 10 structure will be described later. The differential 10 is closed in a sealed manner by two shaft seals 13, 14. The shaft seals are
montés entre le rotor 5 et les couvercles 2, 3. On évite ain- mounted between the rotor 5 and the covers 2, 3. This is thus avoided
si que du lubrifiant ne sorte du différentiel 10 et n'arrive if lubricant does not come out of differential 10 and does not
dans la partie électrique du dispositif d'entraînement. in the electrical part of the drive device.
La première variante du dispositif d'entraînement The first variant of the drive device
selon l'invention représenté à la figure 2, présente en prin- according to the invention represented in FIG. 2, mainly presented
cipe la même structure de base que le mode de réalisation de the same basic structure as the embodiment of
la figure 1. De plus, à chaque rotor de sortie 11, 12 est as- Figure 1. In addition, at each output rotor 11, 12 is as-
socié un frein 15, 16 à desserrage électromagnétique avec un associated with an electromagnetic release brake 15, 16 with a
enroulement de frein 17, 18.brake winding 17, 18.
La seconde variante du dispositif d'entraînement selon la figure 3 présente également en principe la même The second variant of the drive device according to FIG. 3 also in principle has the same
structure de base que le mode de réalisation de la figure 2. basic structure as the embodiment of Figure 2.
Les rotors de sortie 11, 12 sont toutefois dans ce cas en The output rotors 11, 12 are however in this case in
forme d'arbres emboîtables, suivis chaque fois d'une trans- form of nestable trees, followed each time by a trans-
mission 19, 20 en forme de transmission planétaire. L'élément mission 19, 20 in the form of planetary transmission. The element
de sortie de chaque transmission planétaire est une entre- output of each planetary transmission is an
toise 19a, 20a montée dans le couvercle 2, 3. Pour transmet- measuring rod 19a, 20a mounted in the cover 2, 3. For transmits-
tre le couple entre les rotors de sortie 11, 12 et les transmissions 19, 20, l'extrémité extérieure des rotors de be the torque between the output rotors 11, 12 and the transmissions 19, 20, the outer end of the rotors
sortie (arbres emboîtables) comporte des moyens de transmis- output (nestable shafts) includes means of transmission
sion de couple sous la forme de roues solaires 19b, 20b ap- torque torque in the form of solar wheels 19b, 20b ap-
partenant aux transmissions planétaires. starting with planetary transmissions.
Les figures 4, 5 montrent chacune un dispositif d'entraînement selon l'invention avec un pivot pendulaire utilisé dans un chariot transporteur guidé par le timon. Le montage du dispositif d'entraînement correspond dans son principe au mode de réalisation de l'invention représenté à Figures 4, 5 each show a drive device according to the invention with a pendulum pivot used in a transport carriage guided by the drawbar. The mounting of the drive device corresponds in principle to the embodiment of the invention shown in
la figure 3. Les entretoises de sortie 19a, 19b de la trans- Figure 3. The output spacers 19a, 19b of the trans-
mission planétaire (dans ce cas à deux niveaux) sont reliées chaque fois à un rayon 21, 22 recevant respectivement une planetary mission (in this case at two levels) are linked each time to a department 21, 22 respectively receiving a
roue tandem 23, 24.tandem wheel 23, 24.
Le boîtier 1 du moteur électrique est monté à The housing 1 of the electric motor is mounted at
l'aide de deux tourillons coaxiaux 25, 26 (voir figure 5) au- using two coaxial pins 25, 26 (see FIG. 5) above
tour d'un axe pendulaire P, selon un montage pendulaire, dans un support 27 en forme d'étrier. L'axe pendulaire P se trouve dans la zone proche de la chaussée, c'est-à-dire que cet axe revolution of a pendulum axis P, in a pendulum arrangement, in a support 27 in the shape of a stirrup. The pendulum axis P is located in the area near the road, that is to say, this axis
est situé de manière significative en dessous de l'axe cen- is located significantly below the central axis
tral M du moteur électrique et ainsi des axes communs des roues tandems 23, 24. Cela présente l'inconvénient que le mouvement pendulaire provoqué par le passage sur un obstacle ne crée qu'un faible mouvement latéral du dispositif tral M of the electric motor and thus of the common axes of the tandem wheels 23, 24. This has the drawback that the pendulum movement caused by passing over an obstacle creates only a slight lateral movement of the device
d'entraînement et ainsi du véhicule transporteur. drive and thus the carrier vehicle.
Le support 27 est monté pivotant autour d'un axe The support 27 is mounted to pivot about an axis
montant H, par l'intermédiaire du dispositif à tourillon ver- upright H, by means of the pin journal
tical 28. Le pivotement peut être commandé par un timon (comme cela est indiqué en trait mixte à la figure 5) ou par un moteur, par exemple un moteur électrique formé d'un moteur tical 28. The pivoting can be controlled by a drawbar (as indicated in phantom in Figure 5) or by a motor, for example an electric motor formed by a motor
à aimants permanents combiné à un réducteur. with permanent magnets combined with a reducer.
La construction du différentiel 10 apparaît dans la combinaison des figures 4 et 5. Chaque rotor de sortie 11, 12, comporte, à son extrémité intérieure, une roue planétaire 29, 30. La roue planétaire 29 du rotor de sortie 11 est en prise avec un premier différentiel 31 monté sur un premier tourillon de différentiel 32 du rotor 5. Le premier pignon The construction of the differential 10 appears in the combination of FIGS. 4 and 5. Each output rotor 11, 12 has, at its inner end, a planetary wheel 29, 30. The planetary wheel 29 of the output rotor 11 is engaged with a first differential 31 mounted on a first differential journal 32 of the rotor 5. The first pinion
différentiel 31 est en prise avec un second pignon différen- differential 31 is engaged with a second differential pinion
tiel 33 monté sur un second tourillon de différentiel 34 dis- tiel 33 mounted on a second differential pin 34 available
tant du premier tourillon 32 dans la direction périphérique et il est en prise avec la roue planétaire 30 du rotor de both of the first pin 32 in the peripheral direction and it is engaged with the planetary wheel 30 of the rotor
sortie 12.exit 12.
La même disposition existe, décalée de 180 dans The same layout exists, offset by 180 in
la direction périphérique, c'est-à-dire que la roue plané- the peripheral direction, i.e. the flat wheel
taire 30 du rotor de sortie 12 est en prise avec une troi- shutter 30 of output rotor 12 is engaged with a three-
sième roue différentielle 35 montée sur un troisième sth differential wheel 35 mounted on a third
tourillon différentiel 36 du rotor 5; la troisième roue dif- differential pin 36 of rotor 5; the third wheel differs
férentielle 35 est en prise avec une quatrième roue différen- 35 is engaged with a fourth differential wheel
tielle 37 montée sur un quatrième tourillon différentiel 38 écarté du troisième tourillon différentiel 36 dans la direc- tion périphérique, en étant en prise avec la roue planétaire rod 37 mounted on a fourth differential journal 38 spaced from the third differential journal 36 in the peripheral direction, while engaging the planetary wheel
29 du rotor de sortie 11.29 of the output rotor 11.
La construction du différentiel 10 telle que dé- crite ci-dessus produit, pour un déplacement en ligne droite, la même vitesse de rotation de sortie pour les deux rotors 11, 12. Dans ce cas, il n'y aura pas de mouvement de rotation des roues du différentiel. En cas de trajectoire courbe, le The construction of the differential 10 as described above produces, for a displacement in a straight line, the same output rotational speed for the two rotors 11, 12. In this case, there will be no movement of rotation of the differential wheels. In the case of a curved trajectory, the
différentiel 10 compense la vitesse de rotation des deux ro- differential 10 compensates for the speed of rotation of the two rotations
tors de sortie 11, 12 et ainsi des deux roues tandems 23, 24. output tors 11, 12 and thus of the two tandem wheels 23, 24.
Dans les exemples de réalisation représentés, les couvercles 2, 3, les freins 15, 16 et les transmissions 19, In the exemplary embodiments shown, the covers 2, 3, the brakes 15, 16 and the transmissions 19,
sont symétriques par rapport à un plan médian perpendicu- are symmetrical with respect to a median plane perpendicular to
laire à l'axe M du moteur électrique. Cela offre l'avantage d'un équilibre très poussé des masses. the axis M of the electric motor. This offers the advantage of a very advanced mass balance.
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1999
- 1999-11-12 DE DE1999154590 patent/DE19954590A1/en not_active Ceased
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2000
- 2000-11-09 FR FR0014387A patent/FR2801144B1/en not_active Expired - Fee Related
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Title |
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PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1995, no. 9 31 October 1995 (1995-10-31) * |
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Publication number | Publication date |
---|---|
DE19954590A1 (en) | 2001-05-17 |
FR2801144B1 (en) | 2003-09-05 |
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