FR2988456A1 - Dispositif reducteur de vitesse comprenant un train epicycloidal et une motorisation - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un dispositif réducteur de vitesse comprenant d'une part, un train épicycloïdal (12) ayant un planétaire fixe (25) et un axe fixe (23), ledit axe fixe (23) étant positionné de manière coaxial avec ledit planétaire fixe (25), le planétaire fixe (25) et l'axe fixe (23) étant adaptés pour être solidarisés à un bâti (21), un planétaire mobile (30) adapté pour tourner sur lui-même autour de l'axe fixe (23), au moins un satellite (36) présentant un axe mobile (36A) de rotation du satellite (36) sur lui-même, à engrènement avec le planétaire fixe (25) et avec le planétaire mobile (30) et d'autre part un moteur (14) associée au train épicycloïdal (12), tel que le moteur (14) présente un arbre de sortie (14S) en prise avec l'axe mobile (36A), le moteur (14) étant adapté pour tourner autour du planétaire fixe (25) avec ledit satellite (36).

Description

DISPOSITIF REDUCTEUR DE VITESSE COMPRENANT UN TRAIN EPICYCLOÏDAL ET UNE MOTORISATION La présente invention est relative à un dispositif réducteur de vitesse comprenant un train épicycloïdal et une motorisation. Plus particulièrement, l'invention concerne un dispositif réducteur de vitesse comprenant d'une part, un train épicycloïdal ayant un planétaire fixe et un axe fixe, l'axe fixe étant positionné de manière coaxial avec le planétaire fixe, le planétaire fixe et l'axe fixe étant adaptés pour être solidarisés à un bâti, un planétaire mobile adapté pour tourner sur lui-même autour de l'axe fixe, au moins un satellite présentant un axe mobile de rotation du satellite sur lui-même, à engrènement avec le planétaire fixe et avec le planétaire mobile et d'autre part un moteur associée au train épicycloïdal. Ce genre de dispositif est connu du document FR2955368.

Dans le document FR2955368, le moteur électrique est assemblé au train épicycloïdal en ayant son rotor qui est monté sur une large bague portant les satellites, autour des planétaires. Le branchement du moteur est facile. Par contre, le dimensionnement du moteur électrique est contraignant car il est interdépendant du dimensionnement du train épicycloïdal et sa démultiplication. Tous les paramètres de fonctionnement de ce train ne sont donc pas libres de choix, tout comme les critères de choix de moteur qui sont complexes. En particulier il est nécessaire d'utiliser un relativement grand moteur dont l'architecture n'est pas des plus communes. La présente invention a notamment pour but de remédier aux inconvénients de l'art antérieur. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif réducteur de vitesse comprenant d'une part, un train épicycloïdal ayant un planétaire fixe et un axe fixe, l'axe fixe étant positionné de manière coaxial avec le planétaire fixe, le planétaire fixe et l'axe fixe étant adaptés pour être solidarisés à un bâti, un planétaire mobile adapté pour tourner sur lui-même autour de l'axe fixe, au moins un satellite présentant un axe mobile de rotation du satellite sur lui-même, à engrènement avec le planétaire fixe et avec le planétaire mobile et d'autre part un moteur associée au train épicycloïdal., tel que le moteur présente un arbre de sortie en prise avec l'axe mobile, le moteur étant adapté pour tourner autour du planétaire fixe avec le satellite. Dans divers modes de réalisation du dispositif selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : - le moteur est susceptible d'entraîner le satellite à rotation pour faire tourner le planétaire mobile ; - le moteur comporte un dispositif rotatif de connexion électrique au bâti en ayant un contact négatif et un contact positif qui sont susceptibles de tourner avec le moteur en étant au contact de pistes fixes relativement au bâti ; - le dispositif rotatif de connexion électrique est dans le prolongement axial du moteur en ayant un élément axial isolant et, de part et d'autre de l'élément axial isolant, le contact négatif et le contact positif qui sont susceptibles de tourner avec le moteur en étant prévus pour être au contact de pistes circulaires aménagées concentriques dans le bâti ; - le dispositif rotatif de connexion électrique a son contact négatif et son contact positif qui comprennent des pivots d'axe concentrique à l'axe des planétaires ; - le satellite comporte un unique pignon adapté pour engrener avec le planétaire fixe et avec le planétaire mobile. - l'axe mobile est incliné par rapport à l'axe fixe de telle sorte que le prolongement de l'axe mobile est concourant avec le prolongement de l'axe fixe. Pour compenser une telle inclinaison, le planétaire fixe et le planétaire mobile sont généralement des planétaires de forme conique. - une pluralité de satellites équipent le dispositif ; la motorisation comporte une pluralité de moteurs, chacun associé à un satellite en ayant son arbre de sortie en prise avec le satellite correspondant ; - le train épicycloïdal est à satellite tournant autour des planétaires ; - un bâti du dispositif est relié à rotation au moteur ; - le bâti comporte des pistes fixes ; - les pistes fixes du bâti sont annulaires, le contact négatif et le contact positif circulant dans un espace situé entre lesdites pistes annulaires. La présente invention concerne aussi un véhicule, notamment un véhicule automobile, comportant un dispositif réducteur de vitesse comportant au moins l'une quelconque des caractéristiques précédentes, un tel dispositif réducteur pouvant constituer une partie d'une commande électrique de freinage. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, d'exemples de mise en oeuvre non limitatifs, faits en référence aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 est un schéma de principe d'un premier mode de réalisation de dispositif réducteur selon l'invention ; - la figure 2 est un schéma de principe d'un deuxième mode de réalisation de dispositif réducteur selon l'invention ; - la figure 3 est un schéma de principe d'un troisième mode de réalisation de dispositif réducteur selon l'invention ; - la figure 4 est un schéma de principe d'un quatrième mode de réalisation de dispositif réducteur selon l'invention ; et - la figure 5 est une vue plus détaillée, en section, du premier mode de réalisation de dispositif réducteur selon l'invention.

Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. En se reportant aux figures et notamment à la figure 1, la référence 10 désigne un dispositif réducteur selon l'invention, pourvu d'un train épicycloïdal 12 et équipé d'une motorisation par exemple par moteur électrique 14. Dans la description qui va suivre, la direction désignée comme longitudinale correspond à celle des axes du train épicycloïdal. Le réducteur 10 selon l'invention est destiné à être employé par exemple dans un système amplificateur de freinage électrique pour véhicule de type véhicule automobile. Son architecture se doit de minimiser les frottements dans le train épicycloïdal 12 mais il doit aussi être compact pour minimiser l'espace nécessaire à son implantation dans le véhicule. En outre, sa démultiplication doit être accordée suivant d'une part les caractéristiques du moteur et d'autre part le couple et la vitesse de sortie. Le réducteur 10 comprend un bâti 21 qui sert ici de référentiel fixe et qui supporte un axe fixe 23 portant un planétaire fixe 25 faisant parti du train épicycloïdal. Le train épicycloïdal 12 comporte un planétaire mobile 30 qui est coaxial au planétaire fixe 25 en étant monté à pivot 32 sur l'axe fixe 23 portant ce planétaire fixe.

Le planétaire mobile 30 est solidaire à rotation avec un axe de sortie 30S qui est coaxial à l'axe fixe 23. Cet axe de sortie 30S est celui qui peut agir dans le système amplificateur de freinage.

Le train épicycloïdal 12 comporte aussi un satellite 36 ayant d'une part un premier pignon 38 à engrènement avec le planétaire mobile 30 est d'autre part un second pignon 39 à engrènement avec le planétaire fixe 25. Ces pignons du satellite 36 sont solidaires à rotation avec un axe mobile 36A qui est solidaire à rotation avec un arbre de sortie 14S pouvant tourner avec le rotor du moteur électrique 14 de la motorisation du dispositif réducteur. Le moteur électrique 14 comporte un boîtier qui est relié fixement à une entretoise tournante 42 qui est montée sur pivot 43 à l'axe fixe 23 solidaires du bâti. À l'opposé de son arbre de sortie 14S, le moteur présente un dispositif rotatif de connexion électrique au bâti 46. Ce dispositif de connexion 46 comporte un contact négatif 46N et un contact positif 46P qui sont susceptibles de tourner avec le moteur 14 en étant au contact de pistes fixes relativement au bâti.

Dans le mode de réalisation représenté à la figure 1, le réducteur 10 a son bâti 20 qui comporte une piste positive 49P et une piste négative 49N qui sont annulaires. Le contact positif et le contact négatif, et en particulier leurs extrémités 46B de contact, sont dans un espace séparant lesdites pistes annulaires.

Le dispositif de connexion 46 a son contact négatif 46N et son contact positif 46P qui sont sous forme de lames à contacts d'extrémités libres 46B conformés en embouts convexes et saillants radialement en étant au contact des pistes annulaires. Le contact négatif 46N est au contact de la face externe de la piste annulaire négative 49N. Le contact positif 46P est au contact de la face interne de la piste annulaire positive 49P. Ce dispositif de connexion 46 comporte aussi un élément axial isolant sous forme de barre isolante 461 qui est en saillie du boîtier dans le prolongement dudit arbre, interposé entre le contact négatif 46N et le contact positif 46P pour éviter le contact des extrémités internes des embouts 3 0 convexes.

L'entretoise tournante 42 est ici un bras 42 dont l'extrémité libre est montée par le pivot 43 à l'axe fixe 23 solidaires du bâti. Le fonctionnement du dispositif ressort déjà en partie de la description qui précède et va maintenant être détaillé.

Quand le moteur électrique 14 est commandé pour que son rotor produise du couple et que l'arbre de sortie 14S tourne, le satellite 36 est entraîné à rotation par le second pignon 39. Le satellite 36 et le moteur électrique 14 tournent autour du pignon fixe 25. Le premier pignon 38 du satellite 36 entraîne à rotation le planétaire mobile 30 et fait ainsi tourner l'axe de sortie 30S du dispositif réducteur motorisé 10. Quand le boîtier du moteur 14 tourne autour du planétaire fixe 25, de par son montage par le pivot 43 et le bras d'entretoise tournante 42, le contact négatif 46N et le contact positif 46P constituent des balais de connexion électrique qui tournent respectivement contre la piste annulaire négative 49N et la piste annulaire positive 49P permettant d'alimenter le moteur. Avantageusement, le moteur électrique 14 solidaire de l'axe du satellite 36 est de dimensions réduites. Il permet de disposer d'un réducteur de vitesse 10 qui soit motorisé sans être encombrant. Le moteur peut être de type très commun et compact. De plus, le choix de la démultiplication et des dimensions des planétaires et des pignons du satellite n'est pas pénalisé par des contraintes résultant du dimensionnement du moteur électrique. Avantageusement, l'entrée pour entraîner le train épicycloïdal 12 est directement l'axe du satellite, ce qui maximise de nombre d'étages de démultiplication. Ainsi, la vitesse de rotation du planétaire mobile 30 par rapport à l'axe fixe 23 est égale à la vitesse de rotation de l'arbre de sortie 14S du moteur 14 qui est multipliée par le rapport de réduction. Ce rapport obéit à la formule : (R39/R25 -R38/R30), dans laquelle R39 est le rayon du second pignon 39 du satellite, R25 est le rayon du planétaire fixe 25, R38 est le rayon du second pignon 38 du satellite et R30 est le rayon 3 0 du planétaire mobile 30.

Le rapport de réduction peut être important et permet l'utilisation d'un petit moteur standard, même pour une utilisation dans le cadre d'un système amplificateur de freinage qui nécessite beaucoup d'énergie. Dans le mode de réalisation de la figure 2, une biellette de liaison 36B est interposée entre le satellite 36 et l'axe fixe 23. Dans ce cas, il n'y a pas de roulement à l'extrémité libre des satellites 36 à l'opposé du moteur électrique 14 et le satellite est guidé rotation directement relativement audit axe fixe. Dans le mode de réalisation de la figure 3, en variante du mode de réalisation de la figure 2, le dispositif de connexion 46 est différent. Les contacts sont ici de type bras tournant à une extrémité fixe relativement au boîtier du moteur électrique, sans nécessiter la présence d'un isolant. Ces bras de contact constituant des balais ont des contacts d'extrémités libres 46B conformés en pivot. Un anneau fixe sert de piste positive 49P et une bague conductrice sert de piste négative 49N entre le moteur électrique 14 et l'axe fixe 23. La piste positive 49P à anneau fixe est coaxiale à l'axe fixe. Dans le mode de réalisation de la figure 4, l'arbre de sortie 14S du moteur électrique 14 et l'axe mobile 36A sont inclinés par rapport à l'axe fixe 23, faisant que le prolongement de l'axe mobile 36A est concourant avec le prolongement de l'axe fixe 23. Cette inclinaison liée au fait que le satellite 36 ne comporte qu'un seul pignon 40, fait que le planétaire fixe 24 et que le planétaire mobile 29 doivent être de type conique, rattrapant cette inclinaison. Mais une telle inclinaison présente comme avantage de n'utiliser qu'un seul pignon 40 pour le satellite 36 tout en conservant un rapport de réduction semblable aux précédents modes de réalisation.

La figure 5 est une vue plus détaillée, en section, du premier mode de réalisation du dispositif réducteur selon l'invention. Dans le détail, un premier roulement 36R est présent entre le satellite 36 et une enveloppe 52 solidaire du boîtier du moteur électrique 14 prévue pour tourner avec ce boîtier. Ce roulement 36R est à l'extrémité libre du satellite 36, à l'opposé du moteur 14.

Le satellite 36 comporte un premier pignon 38 à engrènement avec le planétaire mobile 30 est un second pignon 39 à engrènement avec le planétaire fixe 25, interposés entre le moteur 14 et le premier roulement 36R. En outre, l'enveloppe 52 tourne via un premier roulement 52R et un second roulement 43R interposés de part et d'autre du planétaire fixe 25, le long de l'axe fixe 23. Le pivot 32 est constitué par deux roulements interposés entre le planétaire mobile 30 et l'axe fixe 23. Dans une variante de réalisation non représentée aux figures, le système de réduction comporte une pluralité de satellites, par exemple trois, chaque satellite ayant son propre moteur électrique d'entraînement. Les pistes de connexion associées au bâti peuvent être communes aux trois moteurs. Dans les modes de réalisation représentés, le train épicycloïdal est à satellite 36 extérieur, monté tournant autour des planétaires. Le satellite 36 est à points d'engrènement externes référencés A et B respectivement pour le planétaire fixe 25 et le planétaire mobile 30 (figure 1). En variante non représentée, le satellite est interne, monté tournant dans des couronnes planétaires avec points d'engrènement internes aux couronnes. L'application du dispositif réducteur 10 est par exemple une intégration à un système de freinage, par exemple comme actionneur en sortie de commande de pédale de frein ou dans un étrier. D'autres applications peuvent être envisagées.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif réducteur de vitesse comprenant d'une part, un train épicycloïdal (12) ayant un planétaire fixe (24, 25) et un axe fixe (23), ledit axe fixe (23) étant positionné de manière coaxial avec ledit planétaire fixe (25), le planétaire fixe (24, 25) et l'axe fixe (23) étant adaptés pour être solidarisés à un bâti (21), un planétaire mobile (29, 30) adapté pour tourner sur lui-même autour de l'axe fixe (23), au moins un satellite (36) présentant un axe mobile (36A) de rotation du satellite (36) sur lui-même, à engrènement avec le planétaire fixe (24, 25) et avec le planétaire mobile (29, 30) et d'autre part un moteur (14) associée au train épicycloïdal (12), caractérisé en ce que le moteur (14) présente un arbre de sortie (14S) en prise avec l'axe mobile (36A), le moteur (14) étant adapté pour tourner autour du planétaire fixe (24, 25) avec ledit satellite (36).
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur (14) est électrique et comporte un dispositif rotatif (46) de connexion électrique.
3. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif rotatif (46) de connexion électrique comporte un contact négatif (46N) et un contact positif (46P) qui sont susceptibles de tourner avec le moteur (14) en étant au contact de pistes fixes relativement au bâti (21).
4. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif rotatif de connexion électrique (46) est dans le prolongement axial du moteur (14), les pistes fixes formant des pistes circulaires (49N, 49P) sont aménagées concentriques à l'axe fixe (23) dans le bâti (21).
5. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif rotatif de connexion électrique (46) a son contact négatif (46N) et son contact positif (46P) qui comprennent des pivots d'axe concentrique à l'axe fixe (23).
6. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le satellite (36) comporte un unique pignon (40) adapté pour engrener avec le planétaire fixe (24) et avec le planétaire mobile (29).
7. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'axe mobile (36A) est incliné par rapport à l'axe fixe (23) de telle sorte que le prolongement de l'axe mobile (36A) est concourant avec le prolongement de l'axe fixe (23).
8. 8. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le planétaire fixe (24) et le planétaire mobile (29) sont des planétaires de forme conique.
9. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le train épicycloïdal comprend une pluralité de satellites (36) adaptés pour tourner autour du planétaire fixe (24, 25), chaque satellite (36) étant associé à un moteur (14).
10. 10. Véhicule, notamment véhicule automobile, comportant un dispositif réducteur de vitesse selon l'une quelconque des revendications précédentes, un tel dispositif réducteur pouvant constituer une partie d'une commande électrique de freinage.20