FR3112833A1 - Boîtier de transmission, groupe motoréducteur et engin roulant équipé d’un tel groupe motoréducteur - Google Patents

Boîtier de transmission, groupe motoréducteur et engin roulant équipé d’un tel groupe motoréducteur Download PDF

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Abstract

Boîtier (1) de transmission pouvant être couplé à l’arbre (21) moteur d’un moteur (20) électrique pour former un groupe (22) motoréducteur, ledit boîtier (1) de transmission comprenant -un corps (2) de boîtier définissant une cavité (4),et logés au moins partiellement à l’intérieur de la cavité (4)- un élément (5) menant rotatif,- un arbre (6) de sortie et,- un dispositif (7) de transmission du mouvement de rotation de l’élément (5) menant rotatif à l’arbre (6) de sortie, caractérisé en ce que l’élément (5) menant rotatif est supporté à l’intérieur de la cavité (4) du corps (2) de boîtier par un ou plusieurs organes (8) de guidage et comprend une paroi (9) et deux dentures (10) hélicoïdales coaxiales réalisées d’une seule pièce avec la paroi (9) et disposées de part et d’autre de ladite paroi (9), lesdites dentures (10) hélicoïdales étant configurées pour générer des efforts axiaux de sens contraire. Figure pour l’abrégé : Fig. 2

Description

Boîtier de transmission, groupe motoréducteur et engin roulant équipé d’un tel groupe motoréducteur
La présente invention concerne un boîtier de transmission ainsi qu’un groupe motoréducteur et un engin roulant équipé d’un tel groupe motoréducteur.
Elle concerne en particulier un boîtier de transmission pouvant être couplé à l’arbre moteur d’un moteur électrique pour former un groupe motoréducteur, ledit boîtier de transmission comprenant un corps de boîtier définissant une cavité, et logés au moins partiellement à l’intérieur de la cavité
- un élément menant rotatif,
- un arbre de sortie et,
- un dispositif de transmission du mouvement de rotation de l’élément menant rotatif à l’arbre de sortie.
Un tel boîtier de transmission est connu. Un tel boîtier peut être utilisé sur des engins roulants, tels que des robots de tonte. De tels engins peuvent être destinés à demeurer en permanence à l’extérieur et à fonctionner y compris en présence de personnes. Il est donc important qu’un tel boîtier de transmission permette un transfert de puissance en douceur pour limiter les nuisances sonores sans nuire à la compacité et à la simplicité dudit boîtier de transmission.
Un but de l’invention est donc de proposer un boîtier de transmission du type précité dont la conception permet la réalisation d’un boîtier simple et compact apte à permettre un transfert de puissance en douceur pour limiter les nuisances sonores.
A cet effet, l’invention a pour objet un boîtier de transmission pouvant être couplé à l’arbre moteur d’un moteur électrique pour former un groupe motoréducteur, ledit boîtier de transmission comprenant :
-un corps de boîtier définissant une cavité, et logés au moins partiellement à l’intérieur de la cavité,
- un élément menant rotatif,
- un arbre de sortie et,
- un dispositif de transmission du mouvement de rotation de l’élément menant rotatif à l’arbre de sortie, caractérisé en ce que l’élément menant rotatif est supporté à l’intérieur de la cavité du corps de boîtier par un ou plusieurs organes de guidage et comprend une paroi et deux dentures hélicoïdales coaxiales réalisées d’une seule pièce avec la paroi et disposées de part et d’autre de ladite paroi. La conception de l’élément menant rotatif destiné à venir en prise avec l'arbre moteur permet un transfert de puissance en douceur sans nuire à la compacité et à la simplicité de l’ensemble.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le ou au moins l’un des organes de guidage est un roulement logé dans l’épaisseur de l’élément menant rotatif. Cette disposition permet de limiter l’encombrement de l’ensemble.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le ou au moins l’un des organes de guidage est logé à l’intérieur d’un évidement de l’élément menant rotatif et est entouré par l’une des dentures dudit élément menant rotatif. Cette conception permet une réalisation compacte.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l'évidement est délimité par une cloison latérale circulaire coaxiale à ladite denture.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la cloison latérale circulaire et la denture délimitent entre elles un espace annulaire. Cet espace annulaire sert à la réception de l'arbre moteur à l'état couplé de l'arbre moteur et du boîtier de transmission.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la paroi de l’élément menant rotatif présente deux faces opposées, et les dentures sont disposées l’une, en saillie de l’une des faces, l’autre, en saillie de l’autre face de ladite paroi.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’une des dentures est ménagée sur une couronne réalisée d’une seule pièce avec la paroi de l'élément menant rotatif et s’étendant en saillie de l’une des faces de la paroi, ladite couronne présentant une surface circonférentielle interne et une surface circonférentielle externe, ladite denture étant disposée sur la surface circonférentielle interne de ladite couronne.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’une des dentures est ménagée sur un bout d’axe s’étendant en saillie de l’une des faces de la paroi et réalisé d'une seule pièce avec ladite paroi, cette denture étant disposée sur au moins une partie de la surface périphérique externe dudit bout d’axe.
Selon un mode de réalisation de l’invention, les dentures hélicoïdales présentent des hélices de même sens.
Selon un mode de réalisation de l'invention, les dentures hélicoïdales présentent des hélices de sens opposé.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’élément menant rotatif est en matière de synthèse. Cette conception participe à la simplicité du boîtier de transmission.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le dispositif de transmission du mouvement de rotation de l’élément menant rotatif à l’arbre de sortie est une roue dentée solidaire en rotation de l’arbre de sortie et en prise par engrènement avec l’une des dentures de l’élément menant rotatif. Un tel dispositif de transmission se caractérise par sa simplicité.
L’invention a encore pour objet un groupe motoréducteur comprenant un moteur électrique équipé d’un arbre moteur et un boîtier de transmission pouvant être couplé à l’arbre moteur dudit moteur, caractérisé en ce que le boîtier de transmission est conforme à celui décrit ci-dessus et en ce que, à l’état couplé de l’arbre moteur et du boîtier de transmission, l’arbre moteur est en prise avec l’élément menant rotatif du boîtier de transmission.
L’invention a encore pour objet un engin roulant équipé d’un groupe motoréducteur, caractérisé en ce que le groupe motoréducteur est conforme à celui décrit ci-dessus.
L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
représente une vue partielle en perspective de l’intérieur d’un engin roulant équipé d’un boîtier de transmission conforme à l’invention ;
représente une vue en position éclatée des éléments d’un groupe motoréducteur conforme à l’invention ;
représente une vue en position éclatée des éléments d’un groupe motoréducteur conforme à l’invention ;
représente une vue en perspective d’un élément menant rotatif ;
représente une vue en coupe d’un élément menant rotatif ;
représente une vue en coupe illustrant la transmission de mouvement entre l’arbre moteur et l’arbre de sortie ;
représente une vue en perspective d’un élément menant rotatif illustrant les efforts axiaux de sens contraire de dentures hélicoïdales dont les hélices sont de même sens ;
représente une vue en perspective d’un élément menant rotatif illustrant les efforts axiaux de dentures hélicoïdales dont les hélices sont de sens contraire ;
représente une vue en coupe d’un groupe motopropulseur.
Comme mentionné ci-dessus, l'invention a pour objet, un boîtier 1 de transmission destiné à être couplé à l’arbre 21 moteur d’un moteur 20 électrique pour former un groupe 22 motoréducteur, le groupe 22 motoréducteur qui en résulte, ainsi qu'un engin 23 roulant équipé d'un tel boîtier 1 de transmission comme illustré à la figure 1.
Cet engin 23 roulant peut être un engin à déplacement automatique exempt de conducteur assis ou marchant derrière l'engin. Cet engin 23 roulant peut ainsi être un robot, tel qu'un robot de tonte, un robot aspirateur ou autre. Dans ce cas, le boîtier 1 de transmission est un boîtier de transmission de mouvement de rotation de l'arbre 21 moteur du moteur 20 électrique à un arbre 6 de sortie équipant le boîtier 1 de transmission, cet arbre 6 de sortie étant apte à former l'arbre d'entraînement d'une roue de l'engin.
Dans l'exemple représenté, l'engin 23 est donc équipé de deux boîtiers 1 de transmission, à savoir un par roue motrice, et la direction de l'engin s'opère par variation de la vitesse de rotation desdites roues motrices pouvant être entraînées à des vitesses de rotation différentes et/ou des sens de rotation différents. L'engin 1 roulant, réalisé ici sous forme d'un robot de tonte, peut donc comprendre, comme représenté partiellement à la figure 1, un châssis roulant creux formé d'un corps et d'un couvercle. Le boîtier 1 de transmission est destiné à être partiellement disposé à l'intérieur de l'enceinte délimitée par le châssis creux du robot.
Ce boîtier 1 de transmission comprend un corps 2 de boîtier, généralement réalisé en matière de synthèse. Ce corps 2 de boîtier comprend deux éléments 3 de coque ou plus et définit, à l’état assemblé des éléments 3 de coque, une cavité 4. Dans l'exemple représenté, deux éléments 3 de coque sont prévus. Ces éléments 3 de coque forment, à l’état assemblé par un plan de joint, la cavité 4. Cet état assemblé des éléments 3 de coque correspond à l'état fermé du boîtier 1 de transmission. Ces éléments 3 de coque sont de préférence assemblés entre eux par une soudure, telle qu'une soudure par ultrasons. Il en résulte une bonne étanchéité de l'assemblage.
Le boîtier 1 de transmission comprend encore un dispositif 7 de transmission logé au moins partiellement à l'intérieur de la cavité 4 définie par le corps 2 de boîtier 1. Ce dispositif 7 de transmission s'étend entre un élément 5 menant rotatif équipant ledit boîtier 1 de transmission et l'arbre 6 de sortie d'entraînement d'une roue de l'engin dudit boîtier 1 de transmission et permet la transmission du mouvement de rotation de l'élément 5 menant rotatif à l'arbre 6 de sortie.
L'élément 5 menant rotatif est logé à l'intérieur de la cavité 4 et est supporté à l'intérieur de la cavité 4 du corps 2 de boîtier par au moins un, en l'occurrence ici deux organes 8 de guidage, également logés à l'intérieur du corps 2 de boîtier. Ces organes 8 de guidage se présentent ici sous forme de roulements.
L'élément 5 menant rotatif comprend une paroi 9 et deux dentures 10 et 11 hélicoïdales coaxiales réalisées d'une seule pièce avec la paroi 9 et disposés de part et d'autre de la paroi 9. Ces dentures sont en prise permanente, l'une, représentée en 10 avec le dispositif 7 de transmission de mouvement, l'autre, représentée en 11 avec l'arbre 21 moteur, à l'état couplé de l'arbre 21 du moteur 20 au boîtier 1 de transmission.
Ces dentures 10 et 11 hélicoïdales sont, à l'état entraîné en rotation de l'élément 5 menant rotatif, configurées pour générer des efforts axiaux. Ces efforts axiaux sont représentés en Fa aux figures 7A et 7B.
En pratique, la paroi 9 de l'élément 5 menant rotatif présente deux faces opposées représentées en 91 et 92 aux figures. Les dentures 10 et 11 sont, quant à elles, disposées, l'une, représentée en 10, en saillie de la face 91, l'autre, représentée en 11, en saillie de la face 92 de la paroi 9. Cette paroi 9 s'étend à l'intérieur du corps 2 de boîtier orthogonalement à l'arbre 21 moteur ou à l'arbre 6 de sortie.
La denture 11 est ménagée sur une couronne 15 réalisée d'une seule pièce avec la paroi 9 de l'élément 5 menant rotatif. Cette couronne 15 s'étend en saillie de la face 92 de la paroi 9. La couronne 15 présente une surface circonférentielle interne et une surface circonférentielle externe. La denture 11 est disposée sur la surface circonférentielle interne de la couronne 15. La denture 11 est donc disposée à l'intérieur de ladite couronne.
La couronne 15 est ici formée par un rebord de la paroi 9 circulaire, ce rebord s'étendant en saillie d'une face, à savoir la face 92, de ladite paroi 9. Les faces opposées de ce rebord constituent les surfaces circonférentielles externe et interne de la couronne 15.
L'autre denture, représentée en 10 aux figures, est ménagée sur un bout d'axe 16 s'étendant en saillie de la face 91 de la paroi 9. Cette denture 10 est disposée sur au moins une partie de la surface périphérique externe du bout d'axe 16. Ce bout d'axe 16 s'étend ici perpendiculairement à la paroi 9 de l'élément 5 menant rotatif et est réalisé d'une seule pièce avec ladite paroi 9 de l'élément 5 menant rotatif.
Dans l'exemple représenté à la figure 7A, les dentures 10 et 11 hélicoïdales présentent des hélices de même sens. Dans l'exemple représenté à la figure 7B, les dentures 10 et 11 hélicoïdales présentent des hélices de sens contraire. L'élément 5 menant rotatif est en matière de synthèse, en particulier en polyamide éventuellement chargé en fibres est, de préférence, une pièce moulée.
Comme mentionné ci-dessus, l'élément 5 menant rotatif est supporté à l'intérieur de la cavité 4 du corps 2 du boîtier 1 par deux organes 8 de guidage. L'un des organes 8 de guidage est logé dans l'épaisseur de l'élément 5 menant rotatif. Cet organe 8 de guidage, en l'occurrence ici un roulement est logé à l'intérieur d'un évidement 12 de l'élément 5 menant rotatif et est entouré par la denture, représentée en 11, de l'élément 5 menant rotatif. La denture 11 est la denture ménagée sur la couronne 15.
La couronne 15 entoure donc l'évidement 12. En effet, cet évidement 12 est délimité par une cloison 13 latérale circulaire coaxiale à la denture 11. La cloison 13 latérale circulaire et la denture 11 délimitent entre elles un espace 14 annulaire.
La cloison 13 latérale circulaire de délimitation de l'évidement 12 et la denture 11 disposée sur la surface circonférentielle interne de la couronne 15 se font face. L'espace 14 annulaire sert à la réception d'une partie de l'arbre 21 moteur du moteur 20 électrique formée ici par un pignon équipant l'extrémité de l'arbre 21 moteur. Ce pignon vient s'engrener avec la denture 11 pour permettre, à l'état entraîné en rotation de l'arbre 21 moteur, la rotation de la couronne 15 et par suite de l'élément 5 menant rotatif. L'autre organe 8 de guidage est enfilé sur le bout d'axe 16 qui le porte. Cet organe 8 de guidage s'étend sur le bout d'axe 16 au niveau d'une partie dépourvue de la denture 10 dudit bout d'axe 16. Dans l'exemple représenté, cet organe 8 de guidage, qui à nouveau est un roulement, est disposé au niveau de l'extrémité dudit bout d'axe 16.
Le dispositif 7 de transmission du mouvement de rotation de l'élément 5 menant rotatif à l'arbre 6 de sortie est une roue 71 dentée solidaire en rotation de l'arbre 6 de sortie et en prise par engrènement avec une des dentures, en l'occurrence ici avec la denture 10, disposée sur le bout d'axe 16. L'axe de rotation de la roue dentée et l'axe de rotation de l'élément 5 menant rotatif sont parallèles. La paroi 9 de l'élément 5 menant rotatif et la roue 71 dentée s'étendent au moins partiellement dans des plans parallèles.
La partie de l'arbre 21 moteur en prise avec la denture 12 de la couronne 15 et logée dans l'espace 14 annulaire entre la denture 11 et la cloison 13 circulaire de délimitation de l'élément 12 s'étend d'un côté du plan parallèle à l'arbre 6 de sortie et passant par l'axe de rotation de l'élément 5 menant, tandis que la roue 71 dentée du dispositif 7 de transmission s'étend de l'autre côté dudit plan.
La transmission de mouvement de rotation de l'arbre 21 moteur à l'arbre 6 de sortie s'opère donc comme suit.
L'arbre 21 moteur tourne et est en prise permanente avec la denture 11 de la couronne 15 pour entraîner en rotation l'élément 5 menant rotatif. L'entraînement en rotation de l'élément 5 menant rotatif entraîne la rotation du bout d'axe 16 qui vient en prise, via sa denture 10, avec la roue 71 dentée. Il en résulte l'entraînement en rotation de la roue dentée 71. Cette roue dentée 71 est une roue évidée centralement munie, au niveau de l'évidement central d'un alésage cannelé qui est solidaire en rotation de l'arbre 6 de sortie, de sorte que l'arbre 6 de sortie tourne également. Cet arbre 6 de sortie est pourvu de nervures complémentaires des cannelures de l'alésage central cannelé de la roue dentée 71 pour permettre une solidarisation en rotation de la roue dentée et de l'arbre de sortie.

Claims (14)

  1. Boîtier (1) de transmission pouvant être couplé à l’arbre (21) moteur d’un moteur (20) électrique pour former un groupe (22) motoréducteur, ledit boîtier (1) de transmission comprenant :
    -un corps (2) de boîtier définissant une cavité (4), et logés au moins partiellement à l’intérieur de la cavité (4),
    - un élément (5) menant rotatif,
    - un arbre (6) de sortie et,
    - un dispositif (7) de transmission du mouvement de rotation de l’élément (5) menant rotatif à l’arbre (6) de sortie, caractérisé en ce que l’élément (5) menant rotatif est supporté à l’intérieur de la cavité (4) du corps (2) de boîtier par un ou plusieurs organes (8) de guidage et comprend une paroi (9) et deux dentures (10, 11) hélicoïdales coaxiales réalisées d’une seule pièce avec la paroi (9) et disposées de part et d’autre de ladite paroi (9).
  2. Boîtier (1) de transmission selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou au moins l’un des organes (8) de guidage est un roulement logé dans l’épaisseur de l’élément (5) menant rotatif.
  3. Boîtier (1) de transmission selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le ou au moins l’un des organes (8) de guidage est logé à l’intérieur d’un évidement (12) de l’élément (5) menant rotatif et est entouré par l’une (11) des dentures (10, 11) dudit élément (5) menant rotatif.
  4. Boîtier (1) de transmission selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit évidement (12) est délimité par une cloison (13) latérale circulaire coaxiale à ladite denture (11).
  5. Boîtier (1) de transmission selon la revendication 4, caractérisé en ce que la cloison (13) latérale circulaire et la denture (11) délimitent entre elles un espace (14) annulaire.
  6. Boîtier (1) de transmission selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la paroi (9) de l’élément (5) menant rotatif présente deux faces (91, 92) opposées et en ce que les dentures (10, 11) sont disposées l’une (10), en saillie de l’une (91) des faces (91, 92), l’autre (11), en saillie de l’autre face (92) de ladite paroi (9).
  7. Boîtier (1) de transmission selon la revendication 6, caractérisé en ce que l’une (11) des dentures (10, 11) est ménagée sur une couronne (15) réalisée d’une seule pièce avec la paroi (9) de l'élément (5) menant rotatif et s’étendant en saillie de l’une des faces (91, 92) de la paroi (9), ladite couronne (15) présentant une surface circonférentielle interne et une surface circonférentielle externe, ladite denture (11) étant disposée sur la surface circonférentielle interne de ladite couronne (15).
  8. Boîtier (1) de transmission selon l’une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que l’une (10) des dentures (10, 11) est ménagée sur un bout d’axe (16) s’étendant en saillie de l’une (91) des faces (91, 92) de la paroi (9) et réalisé d'une seule pièce avec ladite paroi (9), cette denture (10) étant disposée sur au moins une partie de la surface périphérique externe dudit bout d’axe (16).
  9. Boîtier (1) de transmission selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les dentures (10, 11) hélicoïdales présentent des hélices de même sens.
  10. Boîtier (1) de transmission selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les dentures (10, 11) hélicoïdales présentent des hélices de sens opposé.
  11. Boîtier (1) de transmission selon l’une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l’élément (5) menant rotatif est en matière de synthèse.
  12. Boîtier (1) de transmission selon l’une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le dispositif (7) de transmission du mouvement de rotation de l’élément (5) menant rotatif à l’arbre (6) de sortie est une roue (71) dentée solidaire en rotation de l’arbre (6) de sortie et en prise par engrènement avec l’une (10) des dentures (10, 11) de l’élément (5) menant rotatif.
  13. Groupe (22) motoréducteur comprenant un moteur (20) électrique équipé d’un arbre (21) moteur et un boîtier (1) de transmission pouvant être couplé à l’arbre (21) moteur dudit moteur (20), caractérisé en ce que le boîtier (1) de transmission est conforme à l’une des revendications 1 à 12 et en ce que, à l’état couplé de l’arbre (21) moteur et du boîtier (1) de transmission, l’arbre (21) moteur (20) est en prise avec l’élément (5) menant rotatif du boîtier (1) de transmission.
  14. Engin (23) roulant équipé d’un groupe (22) motoréducteur caractérisé en ce que le groupe (22) motoréducteur est conforme à la revendication 13.
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