WO2024056952A1 - Reducteur pour moteur-roue - Google Patents

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WO2024056952A1
WO2024056952A1 PCT/FR2023/051221 FR2023051221W WO2024056952A1 WO 2024056952 A1 WO2024056952 A1 WO 2024056952A1 FR 2023051221 W FR2023051221 W FR 2023051221W WO 2024056952 A1 WO2024056952 A1 WO 2024056952A1
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WO
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input shaft
output hub
reduction stage
rotation
motor
Prior art date
Application number
PCT/FR2023/051221
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English (en)
Inventor
Hervé Bernard DESUMEUR
Jean Heren
Original Assignee
Poclain Hydraulics Industrie
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Publication date
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    • F16H57/0428—Grooves with pumping effect for supplying lubricants

Definitions

  • This presentation concerns a reduction gear for a wheel motor, as well as a wheel motor comprising such a reduction gear and a vehicle provided with such a wheel motor.
  • a reduction gear can be used for all types of vehicles, in particular so-called heavy goods vehicles or agricultural or industrial vehicles.
  • Such a reduction gear can also be used for other types of wheel motors in which a wheel is directly mounted on the motor which drives it in rotation.
  • Land vehicles generally comprise axles which carry wheels and which support the body of the vehicle relative to the wheels, these axles being driven in rotation by a motor located at a distance from the wheels, via a transmission of varying length and length. or less effective.
  • a wheel motor is an assembly in which the motor is associated with the wheel by being mounted on it.
  • the wheel motor therefore provides not only a driving function for the wheel, but also a mechanical support function for the body of the vehicle in relation to the wheel.
  • the wheel motor may require a reduction gear, particularly when the wheel motor uses an electric motor: in fact, at its optimal operating point, the electric motor rotates at a speed much higher than that necessary for the wheel.
  • the gearbox then generally turns out to be noisy, which is all the more detrimental as the electric motor is, for its part, relatively silent.
  • the present presentation concerns a reduction gear, in particular a reduction gear for a wheel motor, comprising a casing, an output hub supported relative to the casing by at least one bearing, an input shaft and at least a reduction stage configured to rotationally couple the input shaft and the output hub while modifying the torque and speed ratio between the input shaft and the output hub, in which the reduction shaft input is movable axially so as to be able to decouple from the at least one reduction stage and the output hub is integral in rotation with a satellite carrier of the at least one reduction stage.
  • the axis of rotation of the output hub is called the axis of the gearbox.
  • the axial direction corresponds to the direction of the axis of the gearbox and a radial direction is a direction perpendicular to this axis and intersecting this axis.
  • an axial plane is a plane containing the axis of the gearbox and a radial plane is a plane perpendicular to this axis.
  • a circumference is understood as a circle belonging to a radial plane and whose center belongs to the axis of the gearbox.
  • a tangential or circumferential direction is a direction tangent to a circumference; it is perpendicular to the axis of the gearbox but does not pass through the axis.
  • interior and exterior are used with reference to a radial direction so that the interior part of an element is, in a radial direction, closer to the axis of the reducer than the exterior part of the same element.
  • a reduction gear is a device making it possible to modify the speed and/or torque ratio between an input shaft and an output hub.
  • a gearbox can have a transmission ratio less than one, but also greater than one, depending on what is considered to be the input or output (a gearbox is a generally reversible transmission), in which case we sometimes speaks of a multiplier.
  • the input shaft is rotatably coupled to the output hub by at least one reduction stage, i.e. there is a functional connection between the input shaft and the output hub. exit.
  • the at least one reduction stage designates a reduction stage or several reduction stages connected in series with each other, typically with a view to obtaining a higher reduction ratio.
  • the reducer may include two, three or more reduction stages. Subsequently, and unless otherwise indicated, by “one" or “I'” reduction stage, we mean “at least one” or “at least one” or even “each” reduction stage. Conversely, the generic use of the plural can include the singular.
  • one, several or all of the reduction stages may comprise an epicyclic gear train.
  • An epicyclic gear train generally has an outer sun gear, also called a ring gear, as well as an inner sun gear, also called a planetary gear or sun.
  • the sun gear and the crown are coupled via one or more satellites, the satellites being coupled together by a planet carrier.
  • the input shaft is movable axially so as to be able to decouple from the at least one reduction stage.
  • the input shaft is disengageable, said axial movement making it possible to disengage it from its engagement with the reduction stage or to engage it again.
  • the output hub can rotate freely without inducing effort on the motor which drives the output shaft. entrance.
  • the proposed gearbox is compatible with towing type applications.
  • the input shaft is supported in rotation by the output hub.
  • the input shaft is carried and centered by a bearing provided directly in the output hub, typically a plain bearing.
  • the planet carrier is very well centered in relation to the input shaft, which reduces the clearances in the at least one reduction stage and significantly reduces the operating noise of the reducer.
  • the sequence of clearances from one part to another between the input shaft and the output hub, often called a chain of dimensions, is in fact very constrained (and therefore the chain of dimensions very short) due to the fact that the input shaft is supported in rotation by the output hub, and this short chain of dimensions ensures optimal positioning of the components of the at least one reduction stage.
  • the input shaft engages in an axial bore of the output hub.
  • an intermediate socket fitted between the input shaft and the output hub, can be provided.
  • the bush can facilitate sliding - particularly in rotation - between the input shaft and the output hub.
  • the input shaft is supported in rotation by the output hub on one side of the at least one reduction stage, and the input shaft has a portion of drive for its rotational drive by a motor on the other side of the at least one reduction stage.
  • the output hub and the motor can be provided on either side of the at least one reduction stage, particularly in the axial direction.
  • the casing carries a ring of at least one reduction stage.
  • the crown can be fixed, in particular in the frame of reference of the device to which the gearbox is attached, while the solar and the satellite carrier are mobile in this frame of reference.
  • the crown can be a crown of one of the reduction stages, or even a crown common to several reduction stages.
  • the crown (external planetary) is carried by the casing, while the input shaft is carried by the output hub and therefore by the bearing of the reduction gear, which supports the output hub by relation to the casing.
  • the chain of dimensions between the input shaft and the crown is therefore very short, because it only passes through the bearing (via the hub).
  • the bearing can be very precise, in terms of concentricity and coaxiality, in particular much more precise than gear teeth. The centering precision within the reduction stage is therefore very good. As a result, the gearbox is even quieter.
  • the input shaft carries a solar gear engaged with the at least one reduction stage.
  • the fact that the input shaft carries a sun rather than another pinion allows the reduction ratio to be maximized, all things being equal.
  • the compactness of the reducer is also improved.
  • the drive part is provided with alignment correction means, such as an Oldham joint or a Cardan joint.
  • the alignment correction means make it possible to avoid a coaxiality or centering constraint on the side of the driving part.
  • the input shaft has a drive part configured to be integral in rotation with an external shaft, the drive part being able to slide relative to the external shaft.
  • the drive part can slide in a housing of the external shaft.
  • the input shaft can remain engaged with the external shaft independent of its coupling with the at least one reduction stage.
  • the cross section of the drive part and the corresponding cross section of the housing are non-circular, and optionally have lobes.
  • the reduction gear comprises a rod adjoining the input shaft and a cover configured to determine the axial positioning of the rod in order to couple or not (that is to say to couple or to decouple, selectively depending on the positioning of the rod) the input shaft with the at least one reduction stage.
  • the cover may have a non-symmetrical shape so that its position, for example relative to the hub, determines the position of the pin which, in turn, determines the position of the input shaft.
  • a groove is provided on the input shaft, on the output hub or between the input shaft and the output hub, the groove being configured to supply lubricant to the area where the input shaft is supported in rotation by the output hub.
  • the reduction gear further comprises a seal between the output hub and the casing, the seal being located radially around the bearing.
  • the seal can help ensure sealing in the gearbox enclosure, particularly when this enclosure is lubricated.
  • the present presentation also concerns a reduction gear, in particular a reduction gear for a wheel motor, comprising a casing, an output hub supported relative to the casing by at least one bearing, an input shaft and at less a reduction stage configured to rotationally couple the input shaft and the output hub while modifying the torque and speed ratio between the input shaft and the output hub, in which the shaft d
  • the input is supported in rotation by the output hub and the output hub is secured in rotation to a planet carrier of the at least one reduction stage.
  • the present presentation also relates to a wheel motor comprising a motor and a reduction gear as previously described, the motor being coupled to the input shaft of the reduction gear to drive the input shaft in rotation.
  • the motor may be an electric motor.
  • the present presentation also relates to a vehicle comprising a body and wheels, and at least one wheel motor as previously described, the output hub of one of the wheel motors carrying one of the wheels and said motor. wheel supporting the body of the vehicle relative to said wheel.
  • the output hub of the reduction gear may comprise a fixing flange for a drive member such as a rim, a toothed pinion, etc.
  • the casing may include a flange for fixing to a body of the vehicle.
  • the flange can be sized to take up the load corresponding to a part of the vehicle.
  • the housing may include one or more pivot bearings to change the direction of the wheel motor relative to the vehicle body.
  • the reduction gear bearing can be dimensioned not only to ensure the rotation of the output hub relative to the casing, but also to take up the load corresponding to a part of the vehicle. In other words, even when the gearbox is not moving, the bearing performs a static holding function.
  • the wheel motor is capable of ensuring the mechanical function of a conventional half-axle, in addition to being capable of directly driving the wheel.
  • the gearbox bearing may comprise a plurality of bearings, in particular two bearings, for example conical.
  • Two tapered bearings can be mounted side by side in opposite directions to each other, thus defining an X or O shape, depending on whether the cones are adjacent at their tapered part (x, or their flared part ( ⁇ >, or O).
  • the gearbox bearing can assemble the bearings by ensuring preload.
  • Figure 1 is a sectional view of a reduction gear for a wheel motor according to a first embodiment.
  • Figure 2 is a sectional view of a reduction gear for a wheel motor according to a second embodiment.
  • Figure 3 is a partial sectional view along plane III-III of Figure 2.
  • Figure 4 is a sectional view of a gearbox for a wheel motor according to a third embodiment.
  • Figure 5 is a partial sectional view of a gearbox for a wheel motor according to a fourth embodiment.
  • Figure 6 is a sectional view of an in-wheel motor according to one embodiment.
  • Figure 7 is a perspective view of a vehicle according to one embodiment.
  • FIG. 1 illustrates, in section, a reduction gear 10 according to a first embodiment.
  • the gearbox 10 comprises a casing 12.
  • the casing 12 can define a fixed part of the gearbox 10.
  • the casing 12 can be fixed in the frame of reference of the device in which the gearbox 10 is intended to be used.
  • the casing 12 may have a generally annular shape.
  • the casing 12 can carry a crown 14 forming an external planetary gear for the at least one reduction stage 30A, 30B which will be described later.
  • the crown 14 can be formed by teeth provided on the interior face of the casing 12.
  • the reduction gear 10 also comprises an output hub 16, rotatably mounted relative to the casing 12.
  • the output hub 16 is supported relative to the casing 12 by at least one bearing 18.
  • the bearing 18 comprises two conical bearings mounted in direction opposite (so-called X-shaped configuration) inside the casing 12 and around the output hub 16.
  • the conical bearings can be preloaded.
  • an elastic ring can be fitted with a press, so as to ensure the tension of the hub 16.
  • a shim washer can be provided and sized in order to obtain the desired preload.
  • the bearing 18 can be pressed against a transverse part of the output hub 16 in order to limit the lever arm acting on the bearing 18.
  • the rotating output hub 16 defines an axial direction X corresponding to its axis of rotation.
  • the output hub 16 can be generally invariant by rotation around the axial direction X.
  • the casing 12 and the bearing 18 are arranged around the axial direction X.
  • the interior of the casing 12 defines an enclosure 20 which is closed axially, on one side, by the output hub 16, and on the other side, by a cover 22.
  • the cover 22 is rigidly fixed to the casing 12 and here extends transversely to the axial direction X.
  • An input shaft 24 extends at least partly inside the enclosure 20.
  • the input shaft 24 is supported in rotation by the output hub 16. More precisely, the hub of outlet 16 has an axial bore 26, in which the input shaft 24 engages.
  • the input shaft 24 itself can extend in the axial direction X. As illustrated in Figure 1, the input shaft 24 can be in contact with the bore 26, which ensures the centering of the input shaft 24 relative to the output hub 16.
  • the enclosure 20 also houses at least one reduction stage configured to couple in rotation the input shaft 24 and the output hub 16 while modifying the torque and speed ratio between the shaft. inlet 24 and the output hub 16.
  • at least one reduction stage configured to couple in rotation the input shaft 24 and the output hub 16 while modifying the torque and speed ratio between the shaft. inlet 24 and the output hub 16.
  • the reducer 10 comprises a first reduction stage 30A and a second reduction stage 30B.
  • the first reduction stage 30A comprises an epicyclic train comprising a solar 32A as well as one or more satellites 34A engaged with the solar 32A and with the ring gear 14.
  • the satellites 34A are carried by a planet carrier 36A.
  • the satellites 34A are mounted in rotation relative to the satellite carrier 36A and in revolution relative to the solar 32A.
  • the input shaft 24 carries a solar in engagement with the at least one reduction stage.
  • the input shaft 24 carries the solar 32A.
  • the solar 32A can be formed by teeth directly machined on the input shaft 24.
  • the solar 32A could be an attached part on the input shaft 24A.
  • the solar 32A can be provided on one side of the input shaft 24 opposite the end engaged in the bore 26 of the output hub 16.
  • the second reduction stage 30B is placed axially between the first reduction stage 30A and the output hub 16.
  • the second reduction stage 30B comprises an epicyclic train comprising a solar 32B as well as one or more satellites 34B in engagement with the solar 32B and with the crown 14.
  • the satellites 34B are carried by a satellite carrier 36B.
  • the satellites 34B are mounted in rotation relative to the satellite carrier 36B and in revolution relative to the solar 32B.
  • the ring 14 is common to the first reduction stage 30A and the second reduction stage 30B.
  • the two reduction stages 30A, 30B are connected in series.
  • the input of the second reduction stage 30B namely the solar 32B
  • the output of the first reduction stage 30A namely the satellite carrier 36A.
  • the crown 14 being fixed, the output of the second reduction stage 30B is formed by the planet carrier 36B.
  • the planet carrier 36B is integral in rotation with the output hub 16.
  • the output hub 16 is integral in rotation with a planet carrier 36B of the at least one stage reduction 30B.
  • the planet carrier 36B can engage in rotation with the output hub 16 by splines or any suitable fitting.
  • the solar 32B here takes the form of a sleeve coaxial with the input shaft 24.
  • the solar 32B can be adjusted on the input shaft 24 in order to center the second reduction stage 30B on the input shaft 24, and, via the planet carrier 36A, the first reduction stage 30A on the input shaft.
  • a clearance can be provided between the solar 32B and the input shaft 24.
  • the planet carrier 36A of the first reduction stage 30A can abut against the cover 22
  • the planet carrier 36B of the second reduction stage 30B can abut against the satellite carrier 36A of the first reduction stage 30A
  • the solar 32B can abut against the output hub 16.
  • the transverse surfaces in contact can be configured to reduce friction and therefore the drag torque within the reducer 10.
  • these surfaces can be designed to be convex and/or of low roughness (not visible in Figure 1) to minimize contact points.
  • a surface treatment, a coating, a choice of material (for example nitrided steel) or an intermediate part can be provided to reduce friction.
  • the input shaft 24 may comprise a drive part 38 configured to be integral in rotation with an external shaft 40.
  • the drive part 38 may be provided with means alignment correction 42, in this case an Oldham joint.
  • the alignment correction means 42 make it possible to authorize a certain lack of coaxiality or centering of the external shaft 40 without harming the potentially very precise centering of the input shaft 24.
  • the possible bearings 44 which support the external shaft 40 can also be provided with less precision, given that their misalignment with respect to the input shaft 24 is rectified by the alignment correction means 42.
  • the drive part 38 or the external shaft 40 can extend through an orifice provided in the cover 22.
  • the aforementioned bearings 44 can support the drive part 38 or, as illustrated, the external shaft 40, relative to the cover 22.
  • the input shaft 24 is supported in rotation by the output hub 16 on one side of the at least one reduction stage 30A, 30B (on the left in Figure 1), and the input shaft 24 has a drive part 38 for its rotational drive by a motor on the other side of the at least one reduction stage 30A, 30B (on the right in Figure 1).
  • the torque which is supplied by a motor to the external shaft 40 is transmitted to the input shaft 24, then, via the solar 32A, to the satellites 34A which drive the planet carrier 36A in rotation.
  • the satellite carrier 36A integral in rotation with the solar 32B, in turn drives the satellites 34B which drive the satellite carrier 36B in rotation.
  • the planet carrier 36B is integral in rotation with the output hub 16.
  • the arrangement of the components of the reduction gear 10 is such that the input shaft 24 is supported in rotation by the output hub 16. Furthermore, the chain of dimensions between the input shaft 24 and the output hub 16 passes, in parallel, through the two reduction stages 30A, 30B; this results in very good centering of the reduction stages. In addition, the fact that the output hub 16 is supported in rotation relative to the casing 12 on the one hand by the bearing 18 and on the other hand by the satellite 34B in engagement with the crown 14 also ensures very good centering of the reduction stages.
  • the enclosure 20 can be lubricated to ensure the proper functioning of the gearbox 10.
  • seals can be provided, particularly around the rotating parts.
  • an annular seal 46 can be provided between the cover 22 and the external shaft 40.
  • the reducer 10 may comprise a seal 48 between the output hub 16 and the casing 12, the seal 48 being located radially around the bearing 18. More precisely, the seal 48, annular, can be mounted on the output hub 16 and present a flexible lip configured to come into contact with the casing 12. The seal 48 can be radially facing the bearing 18, outside of it.
  • the enclosure 20 is delimited radially by the casing 12 and axially on the one hand by the output hub 16, on the other hand by the cover 22, and by the seals 46, 48 at the interfaces with the rotating parts , is waterproof and can accommodate a given quantity of lubricant.
  • the filling in lubricating can be done in various ways, for example through orifices in the casing 12 which are blocked when the reduction gear 10 is in operation.
  • At least one groove 50 can be provided on the input shaft 24, as illustrated, or on the output hub 16, or between the input shaft 24 and the output hub 16.
  • the groove 50 is configured to supply lubricant to the area where the input shaft 24 is supported in rotation by the output hub 16, that is to say here towards the bore 26
  • groove 50 is a helical groove.
  • the direction of the helical groove can be chosen so that when the gearbox is operating in the motor direction, the groove 50 conveys lubricant towards the bore 26.
  • a collector 52 in communication with the enclosure 20 can be provided in the outlet hub, for example at the bottom of the bore 26.
  • the collector 52 recovers the lubricant conveyed in this case by the groove 50 and distributes it , via transverse channels 54, towards the bearing 18. These arrangements therefore ensure good lubrication of the bearing 18.
  • Figures 2 to 4 show the reducer in other embodiments.
  • the elements corresponding or identical to those of the first embodiment will receive the same reference sign and will not be described again.
  • the input shaft 24 is movable axially so as to be able to decouple from the at least one reduction stage 30A. More precisely, the external shaft 40 and the input shaft 24 fit axially into each other (here the input shaft 24 in a housing 60 of the external shaft 40) so as to be able to slide axially relative to each other.
  • a spring 62 can be mounted between the external shaft 40 and the driving part 38 (or, where appropriate, the alignment correction means 42).
  • the cross section of the drive part 38 and the corresponding cross section of the housing 60 can be non-circular.
  • Figure 3 illustrates an example of such a non-circular section of the housing 60: this section comprises a circle 60a at the periphery of which several lobes 60b are arranged, which are themselves circular.
  • the combination of shapes circular makes the housing 60 easy to manufacture by conventional machining tools, while the combined, non-axisymmetric shape ensures reliable rotational connection between the driving part 38 and the external shaft 40.
  • the reducer 10 may comprise a pin 64 mounted in an axial bore of the output hub 16.
  • the pin 64 adjoins the input shaft 24 in the axial direction X
  • the pin 64 can be provided with seals, for example O-rings installed in grooves provided on the pin 64.
  • the pin 64 can be protected by a cover 66 fixed to the output hub 16, in this case screwed .
  • the outlet cover 66 may include a boss 68, the interior of which houses the pin 64 which protrudes axially from the outlet hub 16.
  • the input shaft 24 is coupled to the first reduction stage 30A, as explained with reference to Figure 1.
  • the cover 66 To disengage the input shaft 24, it is possible to dismantle the cover 66, turn it over then fix it again to the output hub 16 in a configuration where the boss 68 projects towards the inside of the output hub 16, or more precisely towards the inside of the drilling which houses the pin 64.
  • the boss 68 pushes the pin 64 towards the input shaft 24, which is itself pushed further inside the housing 60 of the external shaft 40, against the force exerted by the spring 62.
  • the input shaft 24 is thus translated by a length greater than the engagement length of the solar 32A with the satellite 34A.
  • the coupling between the input shaft 24 and the first reduction stage 30A can be restored by reverse manipulation of the cover 66, the spring 62 returning the input shaft 24 to its initial, engaged position, c that is to say engaged with the first reduction stage 30A.
  • An axial stop can be provided to prevent the spring 62 from forcing the input shaft 24 beyond its engaged position, as this would involve forces on the output hub 16.
  • the cover 66 determines the positioning, here axial, of the pin 64.
  • the direction of the cover 66, and particularly the fact that the boss 68 is protruding or recessed provides a visual indicator to easily know whether the input shaft 24 is engaged or disengaged.
  • the movement of the input shaft 24 decouples the latter not from the first reduction stage 30A, but from its coupling with the external shaft 40.
  • a cover 66 provided with a boss 68
  • the pin 64 the length of which could possibly be adapted, is only inserted when it is desired disengage the input shaft 24.
  • the rod 64 may have ends of different sections, and the input shaft 24 may comprise an internal housing in which only one of the sections of the rod 64 can penetrate.
  • the pin 64 is inserted into the housing without pushing the input shaft 24, while turned over, the pin 64 cannot enter the housing and pushes the input shaft 24.
  • Still other mechanisms can be provided by those skilled in the art to modify the axial position of the input shaft 24.
  • FIG. 4 illustrates a reduction gear 10 according to a third embodiment.
  • the drive part 38 is devoid of alignment correction means; however, the drive part 38 takes the form of a toothed wheel configured to cooperate with a corresponding toothed ring in the housing 60.
  • the toothed wheel is provided relatively short in order to allow angular movement making it possible to correct any possible defects. alignment between the input shaft 24 and the external shaft 40.
  • the driving part 38 and the corresponding toothed ring of the housing 60 can comprise between them a clearance making it possible to compensate for possible geometric defects of the components and of their assembly.
  • the input shaft 24 does not have a groove 50 for guiding lubricant.
  • the conduction of the lubricant is facilitated by the fact that the solar 32B of the second reduction stage 30B is separated from the input shaft 24 by a radial clearance (not visible in Figure 4), instead of to be exactly centered on the input shaft 24.
  • This radial clearance allows the passage of lubricant.
  • a sliding sleeve 70 is provided between the bore 26 and the input shaft 24.
  • the sliding sleeve 70 may have tribological characteristics improving the sliding of the input shaft 24 relative to to the output hub 16, without damaging the correct centering of the input shaft 24 relative to the output hub 16.
  • FIG. 5 partially illustrates a reduction gear 10 according to a fourth embodiment.
  • the cover 66 is replaced by a plug 66'.
  • the plug 66' can be level with the outlet hub 16 or even set back from the outlet hub 16.
  • the plug 66' may include a housing in which an insert or pin 68' is positioned.
  • the pin 68' here has a generally U-shaped section.
  • the pin 68' is removable and reversible.
  • the pin 68' can have substantially the function of the boss 68 previously described, namely, in one direction, to shelter the pin 64, and in the other direction (illustrated in Figure 5), to push the pin 64 towards the shaft entry 24.
  • the pin 68' can be held relative to the plug 66' by friction, for example by means of an elastic joint between the plug 66' and the pin 68'.
  • the pin 68' can then be manipulated manually to reverse its position. In one sense, it is possible to insert a finger into the space previously occupied by pin 64 and pull pin 68'. In the other direction, it is possible to grasp a projecting part of the pin 68' or to use an ad hoc tool cooperating with, for example, an orifice provided in the pin 68' for this purpose.
  • Figure 5 also illustrates that the casing can be provided with pivot bearings 15, useful in particular when the reduction gear 10 is intended to be used in a directional wheel motor.
  • Figure 6 illustrates, in longitudinal section, a wheel motor 80 comprising a motor 82 and a reduction gear 10 as previously described, here according to the first embodiment.
  • Motor 82 may be an electric motor.
  • the motor 82 is coupled to the input shaft 24 of the reduction gear 10 to drive the input shaft 24 in rotation. In this case, the motor 82 rotates the external shaft 40 previously described. If necessary, other functions can be added to the wheel motor 80, such as a brake.
  • the casing 12 can carry a collar or lugs for fixing to a machine or vehicle body, for example, without loss of generality, to the chassis.
  • This collar or the fixing lugs can be pierced with smooth or threaded holes, in particular for fixing by bolting.
  • the collar can be interrupted (that is to say extend over only part of the periphery of the casing 12), for example in the shape of a horseshoe.
  • the attachment to the chassis of a vehicle or machine can be direct or be done via struts providing suspension.
  • the flange is tightened to a support plane of the chassis or strut by through bolting.
  • the tension of the bolts ensures that the casing is held in place by tightening and adhesion to the support surface.
  • the collar supports this tightening force, and transmits all the transmission torque recovery efforts, and the weight recovery of the machine or vehicle.
  • Figure 6 also shows a rim 84 mounted on the output hub 16.
  • the rim 84 is fixed to the output hub 16, but other assemblies are possible.
  • An annular ring 86 is also provided to assemble with the rim 84.
  • a tire 88 is intended to fit axially between the rim 84 and the ring 86. Such a configuration facilitates the replacement of the tire 88 as well as the rim.
  • 84 is intended to wear.
  • the output hub 16 can carry something other than a rim and a tire, for example a pinion for driving a caterpillar, a winch, a drilling head, etc.
  • Figure 7 illustrates, in perspective, a vehicle 90 comprising a body 92 and wheels 94, and at least one wheel motor 80 as previously described.
  • the output hub 16 of the wheel motor 80 carries a wheel 94 and said wheel motor supports the body 92 of the vehicle relative to said wheel 94.
  • the static forces exerted by the body 92 of the vehicle relative to the wheel 94 can be recovered by the bearing 18.
  • Figure 6 shows that the bearing 18 is directly above the rim 84, in this application.
  • the casing 12 may include one or more flanges 13 for its attachment to the body of the vehicle 92.
  • the vehicle shown is an automobile, other vehicles are envisaged, in particular heavy goods vehicles, industrial or agricultural vehicles, etc.

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Abstract

Réducteur (10), en particulier réducteur pour moteur-roue, comprenant un carter (12), un moyeu de sortie (16) soutenu par rapport au carter (12) par au moins un palier (18), un arbre d'entrée (24) et au moins un étage de réduction (30A, 30B) configuré pour coupler en rotation l'arbre d'entrée (24) et le moyeu de sortie (16) tout en modifiant le rapport de couple et de vitesse entre l'arbre d'entrée (24) et le moyeu de sortie (16), dans lequel l'arbre d'entrée (24) est soutenu en rotation par le moyeu de sortie (16) et le moyeu de sortie (16) est solidaire en rotation d'un porte-satellite (36B) de l'au moins un étage de réduction. Moteur-roue et véhicule comprenant un tel réducteur.

Description

REDUCTEUR POUR MOTEUR-ROUE
DESCRIPTION
Domaine technique
[0001] Le présent exposé concerne un réducteur pour moteur-roue, ainsi qu'un moteur-roue comprenant un tel réducteur et un véhicule muni d'un tel moteur-roue. Un tel réducteur peut être utilisé pour tout type de véhicules, notamment les véhicules dits poids lourds ou des véhicules agricoles ou industriels. Un tel réducteur peut aussi être utilisé pour d'autres types de moteurs-roues dans lesquels une roue est directement montée sur le moteur qui l'entraîne en rotation.
Technique antérieure
[0002] Les véhicules terrestres comprennent généralement des essieux qui portent des roues et qui supportent le corps du véhicule par rapport aux roues, ces essieux étant entraînés en rotation par un moteur situé à distance des roues, via une transmission plus ou moins longue et plus ou moins efficace.
[0003] Il existe néanmoins d'autres solutions, parmi lesquelles les systèmes appelés moteurs-roues. Un moteur-roue est un ensemble dans lequel le moteur est associé à la roue en étant monté sur celle-ci. Le moteur-roue assure donc non seulement une fonction d'entraînement de la roue, mais aussi une fonction de soutien mécanique du corps du véhicule par rapport à la roue.
[0004] Le moteur-roue peut nécessiter un réducteur, notamment lorsque le moteur-roue emploie un moteur électrique : en effet, à son point de fonctionnement optimal, le moteur électrique tourne à une vitesse bien supérieure à celle nécessaire à la roue. Le réducteur s'avère alors généralement bruyant, ce qui est d'autant plus préjudiciable que le moteur électrique est, quant à lui, relativement silencieux.
[0005] Il existe donc un besoin pour un nouveau type de réducteur pour moteur-roue.
Exposé de l'invention [0006] A cet effet, le présent exposé concerne un réducteur, en particulier un réducteur pour moteur-roue, comprenant un carter, un moyeu de sortie soutenu par rapport au carter par au moins un palier, un arbre d'entrée et au moins un étage de réduction configuré pour coupler en rotation l'arbre d'entrée et le moyeu de sortie tout en modifiant le rapport de couple et de vitesse entre l'arbre d'entrée et le moyeu de sortie, dans lequel l'arbre d'entrée est mobile axialement de façon à pouvoir se découpler de l'au moins un étage de réduction et le moyeu de sortie est solidaire en rotation d'un porte-satellite de l'au moins un étage de réduction.
[0007] On appelle axe du réducteur, l’axe de rotation du moyeu de sortie. La direction axiale correspond à la direction de l’axe du réducteur et une direction radiale est une direction perpendiculaire à cet axe et coupant cet axe. De même, un plan axial est un plan contenant l’axe du réducteur et un plan radial est un plan perpendiculaire à cet axe. Une circonférence s'entend comme un cercle appartenant à un plan radial et dont le centre appartient à l'axe du réducteur. Une direction tangentielle ou circonférentielle est une direction tangente à une circonférence ; elle est perpendiculaire à l'axe du réducteur mais ne passe pas par l'axe.
[0008] Sauf précision contraire, les adjectifs intérieur et extérieur sont utilisés en référence à une direction radiale de sorte que la partie intérieure d’un élément est, suivant une direction radiale, plus proche de l’axe du réducteur que la partie extérieure du même élément.
[0009] Un réducteur est un dispositif permettant de modifier le rapport de vitesse et/ou de couple entre un arbre d'entrée et un moyeu de sortie. Au sens du présent exposé, un réducteur peut avoir un rapport de transmission inférieur à un, mais aussi supérieur à un, selon ce qu'on considère être l'entrée ou la sortie (un réducteur est une transmission généralement réversible), auquel cas on parle parfois de multiplicateur. Comme indiqué, l'arbre d'entrée est couplé en rotation au moyeu de sortie par au moins un étage de réduction, c'est-à-dire qu'il existe une connexion fonctionnelle entre l'arbre d'entrée et le moyeu de sortie.
[0010] L'au moins un étage de réduction désigne un étage de réduction ou plusieurs étages de réduction montés en série les uns avec les autres, typiquement en vue d'obtenir un rapport de réduction plus élevé. Par exemple, le réducteur peut comprendre deux, trois ou davantage d'étages de réduction. Par la suite, et sauf indication contraire, par « un » ou « I' » étage de réduction, on entend « au moins un » ou « l'au moins un » ou encore « chaque » étage de réduction. Réciproquement, l'emploi générique du pluriel peut inclure le singulier.
[0011] Selon un exemple, l’un, plusieurs ou tous les étages de réduction peuvent comprendre un train épicycloïdal. Un train épicycloïdal possède en général un planétaire extérieur, aussi appelé couronne, ainsi qu'un planétaire intérieur, aussi appelé planétaire ou soleil. Le planétaire et la couronne sont couplés par l'intermédiaire d'un ou plusieurs satellites, les satellites étant couplés entre eux par un porte-satellite.
[0012] Dans le présent réducteur, l'arbre d'entrée est mobile axialement de façon à pouvoir se découpler de l'au moins un étage de réduction. Ainsi, l'arbre d'entrée est débrayable, ledit mouvement axial permettant de le dégager de sa prise avec l'étage de réduction ou de l'y engager à nouveau. Lorsque l'arbre d'entrée est débrayé, c'est-à-dire découplé de l'au moins un étage de réduction, le moyeu de sortie peut tourner librement sans induire d'effort sur le moteur qui entraîne l'arbre d'entrée. Ainsi, le réducteur proposé est compatible avec des applications de type remorquage.
[0013] Dans certains modes de réalisation, l'arbre d'entrée est soutenu en rotation par le moyeu de sortie. En d'autres termes, l'arbre d'entrée est porté et centré par un palier ménagé directement dans le moyeu de sortie, typiquement un palier lisse.
[0014] Grâce au fait que l'arbre d'entrée est soutenu en rotation par le moyeu de sortie et que le moyeu de sortie est solidaire en rotation du porte- satellite, le porte-satellite est très bien centré par rapport à l'arbre d'entrée, ce qui diminue les jeux dans l'au moins un étage de réduction et diminue significativement le bruit de fonctionnement du réducteur. L'enchaînement des jeux d'une pièce à l'autre entre l'arbre d'entrée et le moyeu de sortie, souvent appelé chaîne de cotes, est en effet très contraint (et donc la chaîne de cotes très courte) du fait que l'arbre d'entrée est soutenu en rotation par le moyeu de sortie, et cette chaîne de cotes courte assure un positionnement optimal des composants de l'au moins un étage de réduction.
[0015] Dans certains modes de réalisation, l'arbre d'entrée s'engage dans un alésage axial du moyeu de sortie. Optionnellement, une douille intermédiaire, emmanchée entre l'arbre d'entrée et le moyeu de sortie, peut être prévue. La douille peut faciliter le glissement - notamment en rotation - entre l'arbre d'entrée et le moyeu de sortie.
[0016] Dans certains modes de réalisation, l'arbre d'entrée est soutenu en rotation par le moyeu de sortie d'un côté de l'au moins un étage de réduction, et l'arbre d'entrée présente une partie d'entraînement pour son entraînement en rotation par un moteur de l'autre côté de l'au moins un étage de réduction. Ainsi, le moyeu de sortie et le moteur (ou la partie d'entraînement) peuvent être prévus de part et d'autre de l'au moins un étage de réduction, notamment dans la direction axiale. Le fait que la partie d'entraînement ne soit pas du côté du moyeu de sortie, d'une part, limite l'encombrement et permet de prévoir un moyeu de sortie plus compact, ce qui rend le réducteur compatible avec des roues plus petites, et d'autre part, assure une plus grande modularité au réducteur, car le moteur et la roue peuvent être conçus beaucoup plus indépendamment l'un de l'autre que s'ils étaient prévus d'un même côté.
[0017] Dans certains modes de réalisation, le carter porte une couronne de l'au moins un étage de réduction. Ainsi, la couronne peut être fixe, notamment dans le référentiel du dispositif auquel le réducteur est attaché, tandis que le solaire et le porte-satellite sont mobiles dans ce référentiel. La couronne peut être une couronne d'un des étages de réduction, voire une couronne commune à plusieurs étages de réduction.
[0018] Dans ces modes de réalisation, la couronne (planétaire extérieur) est portée par le carter, tandis que l'arbre d'entrée est porté par le moyeu de sortie donc par le palier du réducteur, qui soutient le moyeu de sortie par rapport au carter. La chaîne de cotes entre l'arbre d'entrée et la couronne est donc très courte, car elle ne passe que par le palier (via le moyeu). Or, le palier peut être très précis, en termes de concentricité et de coaxialité, en particulier beaucoup plus précis que des dentures d'engrenages. La précision de centrage au sein de l'étage de réduction est donc très bonne. Il s'ensuit que le réducteur est encore plus silencieux.
[0019] Dans certains modes de réalisation, l'arbre d'entrée porte un solaire en prise avec l'au moins un étage de réduction. Le fait que l'arbre d'entrée porte un solaire plutôt qu'un autre pignon permet de maximiser le rapport de réduction, toutes choses égales par ailleurs. La compacité du réducteur est aussi améliorée. [0020] Dans certains modes de réalisation, la partie d'entraînement est munie de moyens de correction d'alignement, tels qu'un joint de Oldham ou un joint de Cardan. Les moyens de correction d'alignement permettent d'éviter une contrainte de coaxialité ou de centrage du côté de la partie d'entraînement.
[0021] Dans certains modes de réalisation, l'arbre d'entrée présente une partie d'entraînement configurée pour être solidaire en rotation d'un arbre externe, la partie d'entraînement étant apte à coulisser par rapport à l'arbre externe. Par exemple, la partie d'entraînement peut coulisser dans un logement de l'arbre externe. Ainsi, l'arbre d'entrée peut rester engrené avec l'arbre externe indépendant de son couplage avec l'au moins un étage de réduction.
[0022] Dans certains modes de réalisation, la section transversale de la partie d'entraînement et la section transversale correspondante du logement sont non circulaires, et présentent optionnellement des lobes.
[0023] Dans certains modes de réalisation, le réducteur comprend une pige jouxtant l'arbre d'entrée et un capot configuré pour déterminer le positionnement axial de la pige afin de coupler ou non (c'est-à-dire de coupler ou de découpler, sélectivement en fonction du positionnement de la pige) l'arbre d'entrée avec l'au moins un étage de réduction. Le capot peut avoir une forme non symétrique afin que sa position, par exemple par rapport au moyeu, détermine la position de la pige qui, à son tour, détermine la position de l'arbre d'entrée.
[0024] Dans certains modes de réalisation, une rainure est ménagée sur l'arbre d'entrée, sur le moyeu de sortie ou entre l'arbre d'entrée et le moyeu de sortie, la rainure étant configurée pour amener du lubrifiant à la zone où l'arbre d'entrée est soutenu en rotation par le moyeu de sortie.
[0025] Dans certains modes de réalisation, le réducteur comprend en outre un joint entre le moyeu de sortie et le carter, le joint étant situé radialement autour du palier. Le joint peut contribuer à assurer l'étanchéité dans l'enceinte du réducteur, notamment lorsque cette enceinte est lubrifiée. Le fait que le joint soit situé radialement autour du palier, c'est-à-dire non seulement radialement à l'extérieur du palier mais aussi en vis-à-vis du palier, permet de rendre le réducteur plus compact axialement.
[0026] Le présent exposé concerne par ailleurs un réducteur, en particulier un réducteur pour moteur-roue, comprenant un carter, un moyeu de sortie soutenu par rapport au carter par au moins un palier, un arbre d'entrée et au moins un étage de réduction configuré pour coupler en rotation l'arbre d'entrée et le moyeu de sortie tout en modifiant le rapport de couple et de vitesse entre l'arbre d'entrée et le moyeu de sortie, dans lequel l'arbre d'entrée est soutenu en rotation par le moyeu de sortie et le moyeu de sortie est solidaire en rotation d'un porte-satellite de l'au moins un étage de réduction.
[0027] Le présent exposé concerne également un moteur-roue comprenant un moteur et un réducteur tel que précédemment décrit, le moteur étant couplé à l'arbre d'entrée du réducteur pour entraîner l'arbre d'entrée en rotation. En particulier, le moteur peut être un moteur électrique.
[0028] Le présent exposé concerne également un véhicule comprenant un corps et des roues, et au moins un moteur-roue tel que précédemment décrit, le moyeu de sortie d'un des moteurs-roues portant l'une des roues et ledit moteur-roue soutenant le corps du véhicule par rapport à ladite roue.
[0029] Par exemple, le moyeu de sortie du réducteur peut comprendre une bride de fixation pour un organe d'entraînement tel qu'une jante, un pignon denté, etc. Par ailleurs, le carter peut comprendre une bride de fixation à un corps du véhicule. La bride peut être dimensionnée pour reprendre la charge correspondant à une partie du véhicule. En outre, le carter peut comprendre un ou plusieurs paliers de pivot pour modifier la direction du moteur-roue par rapport au corps de véhicule.
[0030] En particulier, le palier du réducteur peut être dimensionné non seulement pour assurer la rotation du moyeu de sortie par rapport au carter, mais aussi pour reprendre la charge correspondant à une partie du véhicule. En d'autres termes, même lorsque le réducteur n'est pas en mouvement, le palier exerce une fonction de maintien statique. Ainsi, le moteur-roue est apte à assurer la fonction mécanique d'un demi-essieu classique, en plus d'être apte à entraîner directement la roue.
[0031] Par exemple, le palier du réducteur peut comprendre une pluralité de roulements, notamment deux roulements, par exemple coniques. Deux roulements coniques peuvent être montés côte à côte en sens inverse l'un de l'autre, définissant ainsi une forme en X ou en O, selon que les cônes soient adjacents au niveau de leur partie rétrécie (x, ou X) ou de leur partie évasée (<>, ou O). Le palier du réducteur peut assembler les roulements en assurant une précontrainte. Brève description des dessins
[0032] D'autres caractéristiques et avantages de l'objet du présent exposé ressortiront de la description suivante de modes de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux figures annexées.
[0033] La figure 1 est une vue en coupe d'un réducteur pour moteur-roue selon un premier mode de réalisation.
[0034] La figure 2 est une vue en coupe d'un réducteur pour moteur-roue selon un deuxième mode de réalisation.
[0035] La figure 3 est une vue en coupe partielle selon le plan III-III de la figure 2.
[0036] La figure 4 est une vue en coupe d'un réducteur pour moteur-roue selon un troisième mode de réalisation.
[0037] La figure 5 est une vue en coupe partielle d'un réducteur pour moteur-roue selon un quatrième mode de réalisation.
[0038] La figure 6 est une vue en coupe d'un moteur-roue selon un mode de réalisation.
[0039] La figure 7 est une vue en perspective d'un véhicule selon un mode de réalisation.
Description détaillée
[0040] La figure 1 illustre, en coupe, un réducteur 10 selon un premier mode de réalisation. Le réducteur 10 comprend un carter 12. Le carter 12 peut définir une partie fixe du réducteur 10. Ainsi, le carter 12 peut être fixe dans le référentiel du dispositif dans lequel le réducteur 10 a vocation à être employé.
[0041] Le carter 12 peut avoir une forme générale annulaire. Le carter 12 peut porter une couronne 14 formant planétaire extérieur pour l'au moins un étage de réduction 30A, 30B qui sera décrit ultérieurement. En l'espèce, la couronne 14 peut être formée par une denture prévue sur la face intérieure du carter 12.
[0042] Le réducteur 10 comprend par ailleurs un moyeu de sortie 16, monté rotatif par rapport au carter 12. Pour ce faire, dans cet exemple, le moyeu de sortie 16 est soutenu par rapport au carter 12 par au moins un palier 18. En l'espèce, le palier 18 comprend deux roulements coniques montés en sens opposés (configuration dite en X) à l'intérieur du carter 12 et autour du moyeu de sortie 16. Par exemple, les roulements coniques peuvent être précontraints. Typiquement, après montage des roulements coniques, un anneau élastique peut être posé à la presse, de manière à assurer la tension du moyeu 16. Une rondelle de calage peut être prévue et dimensionnée afin d'obtenir la précontrainte désirée.
[0043] Toutefois, un type différent de palier, un nombre différent de roulements et/ou un montage différent du palier 18 serait envisageable, dès lors que le palier 18 choisi est apte à reprendre, seul, les efforts statiques qui s'exercent entre le moyeu de sortie 16 et le carter 12. Optionnellement et comme illustré, le palier 18 peut être plaqué contre une partie transversale du moyeu de sortie 16 afin de limiter le bras de levier s'exerçant sur le palier 18.
[0044] Le moyeu de sortie 16, rotatif, définit une direction axiale X correspondant à son axe de rotation. Le moyeu de sortie 16 peut être globalement invariant par rotation autour de la direction axiale X. Le carter 12 et le palier 18 sont agencés autour de la direction axiale X.
[0045] L'intérieur du carter 12 définit une enceinte 20 qui est fermée axialement, d'un côté, par le moyeu de sortie 16, et de l'autre côté, par un couvercle 22. Le couvercle 22 est fixé rigidement au carter 12 et s'étend ici transversalement à la direction axiale X.
[0046] Un arbre d'entrée 24 s'étend au moins en partie à l'intérieur de l'enceinte 20. L'arbre d'entrée 24 est soutenu en rotation par le moyeu de sortie 16. Plus précisément, le moyeu de sortie 16 comporte un alésage 26, axial, dans lequel l'arbre d'entrée 24 s'engage. L'arbre d'entrée 24 lui-même peut s'étendre selon la direction axiale X. Comme illustré sur la figure 1, l'arbre d'entrée 24 peut être en contact avec l'alésage 26, ce qui assure le centrage de l'arbre d'entrée 24 par rapport au moyeu de sortie 16.
[0047] L'enceinte 20 abrite par ailleurs au moins un étage de réduction configuré pour coupler en rotation l'arbre d'entrée 24 et le moyeu de sortie 16 tout en modifiant le rapport de couple et de vitesse entre l'arbre d'entrée 24 et le moyeu de sortie 16. En référence à la figure 1, on décrira un mode de réalisation comprenant deux étages de réduction, mais le présent exposé peut s'appliquer mutatis mutandis à un seul ou au moins trois étages de réduction.
[0048] Ainsi, dans le présent mode de réalisation, le réducteur 10 comprend un premier étage de réduction 30A et un deuxième étage de réduction 30B. [0049] Le premier étage de réduction 30A comprend un train épicycloïdal comprenant un solaire 32A ainsi qu'un ou plusieurs satellites 34A en prise avec le solaire 32A et avec la couronne 14. Les satellites 34A sont portés par un porte-satellite 36A. Les satellites 34A sont montés en rotation par rapport au porte-satellite 36A et en révolution par rapport au solaire 32A.
[0050] Comme indiqué précédemment, dans ce mode de réalisation, l'arbre d'entrée 24 porte un solaire en prise avec l'au moins un étage de réduction. En l'occurrence, l'arbre d'entrée 24 porte le solaire 32A. Par exemple, le solaire 32A peut être formé par une denture directement usinée sur l'arbre d'entrée 24. Alternativement, le solaire 32A pourrait être une pièce rapportée sur l'arbre d'entrée 24A. Le solaire 32A peut être prévu d'un côté de l'arbre d'entrée 24 opposé à l'extrémité engagée dans l'alésage 26 du moyeu de sortie 16.
[0051] L'arbre d'entrée 24 formant l'entrée du réducteur 10 et la couronne 14 étant fixe, la sortie du premier étage de réduction 30A est formée par le porte-satellite 36A.
[0052] Le deuxième étage de réduction 30B est placé axialement entre le premier étage de réduction 30A et le moyeu de sortie 16. Le deuxième étage de réduction 30B comprend un train épicycloïdal comprenant un solaire 32B ainsi qu'un ou plusieurs satellites 34B en prise avec le solaire 32B et avec la couronne 14. Les satellites 34B sont portés par un porte-satellite 36B. Les satellites 34B sont montés en rotation par rapport au porte-satellite 36B et en révolution par rapport au solaire 32B.
[0053] Dans cet exemple, la couronne 14 est commune au premier étage de réduction 30A et au deuxième étage de réduction 30B. Toutefois, dans le cas général, il est possible de prévoir des couronnes distinctes, ayant éventuellement des rayons primitifs différents.
[0054] Les deux étages de réduction 30A, 30B sont montés en série. Ainsi, dans cet exemple, l'entrée du deuxième étage de réduction 30B, à savoir le solaire 32B, est solidaire en rotation de la sortie du premier étage de réduction 30A, à savoir le porte-satellite 36A. La couronne 14 étant fixe, la sortie du deuxième étage de réduction 30B est formée par le porte-satellite 36B.
[0055] Par ailleurs, le porte-satellite 36B est solidaire en rotation du moyeu de sortie 16. En d'autres termes, le moyeu de sortie 16 est solidaire en rotation d'un porte-satellite 36B de l'au moins un étage de réduction 30B. Par exemple, le porte-satellite 36B peut s'engager en rotation avec le moyeu de sortie 16 par des cannelures ou tout emboîtement adéquat.
[0056] Le solaire 32B prend ici la forme d'un manchon coaxial à l'arbre d'entrée 24. Le solaire 32B peut être ajusté sur l'arbre d'entrée 24 afin de centrer le deuxième étage de réduction 30B sur l'arbre d'entrée 24, et, via le porte-satellite 36A, le premier étage de réduction 30A sur l'arbre d'entrée. En alternative, un jeu peut être prévu entre le solaire 32B et l'arbre d'entrée 24.
[0057] Pour des raisons de compacité axiale du réducteur 10, le porte- satellite 36A du premier étage de réduction 30A peut venir en butée contre le couvercle 22, le porte-satellite 36B du deuxième étage de réduction 30B peut venir en butée contre le porte-satellite 36A du premier étage de réduction 30A, et/ou le solaire 32B peut venir en butée contre le moyeu de sortie 16. Les surfaces transverses en contact peuvent être configurées pour diminuer la friction et donc le couple de traînée au sein du réducteur 10. Par exemple, ces surfaces peuvent être prévues convexes et/ou de faible rugosité (non visible sur la figure 1) pour minimiser les points de contact. Alternativement ou en complément, un traitement de surface, un revêtement, un choix de matériau (par exemple l'acier nitruré) ou une pièce intermédiaire peut être prévu pour réduire la friction.
[0058] Pour son entraînement en rotation, l'arbre d'entrée 24 peut comprendre une partie d'entraînement 38 configurée pour être solidaire en rotation d'un arbre externe 40. Optionnellement, la partie d'entraînement 38 peut être munie de moyens de correction d'alignement 42, en l'espèce un joint de Oldham. Les moyens de correction d'alignement 42 permettent d'autoriser un certain défaut de coaxialité ou de centrage de l'arbre externe 40 sans nuire au centrage potentiellement très précis de l'arbre d'entrée 24. En outre, les éventuels paliers 44 qui soutiennent l'arbre externe 40 peuvent aussi être prévus avec une précision moindre, étant donné que leur défaut d'alignement par rapport à l'arbre d'entrée 24 est rectifié par les moyens de correction d'alignement 42.
[0059] La partie d'entraînement 38 ou l'arbre externe 40 peut s'étendre à travers un orifice prévu dans le couvercle 22. Les paliers 44 précités peuvent soutenir la partie d'entraînement 38 ou, comme illustré, l'arbre externe 40, par rapport au couvercle 22. [0060] Ainsi, l'arbre d'entrée 24 est soutenu en rotation par le moyeu de sortie 16 d'un côté de l'au moins un étage de réduction 30A, 30B (à gauche sur la figure 1), et l'arbre d'entrée 24 présente une partie d'entraînement 38 pour son entraînement en rotation par un moteur de l'autre côté de l'au moins un étage de réduction 30A, 30B (à droite sur la figure 1).
[0061] Le couple qui est fourni par un moteur à l'arbre externe 40 est transmis à l'arbre d'entrée 24, puis, via le solaire 32A, aux satellites 34A qui entraînent le porte-satellite 36A en rotation. Le porte-satellite 36A, solidaire en rotation du solaire 32B, entraîne à son tour les satellites 34B qui entraînent le porte-satellite 36B en rotation. Le porte-satellite 36B est solidaire en rotation du moyeu de sortie 16. Ainsi, le couple de l'arbre externe 40 est transmis au moyeu de sortie 16 via les étages de réduction 30A, 30B.
[0062] Par ailleurs, l'agencement des composants du réducteur 10 est tel que l'arbre d'entrée 24 est soutenu en rotation par le moyeu de sortie 16. En outre, la chaîne de cotes entre l'arbre d'entrée 24 et le moyeu de sortie 16 passe, parallèlement, par les deux étages de réduction 30A, 30B ; il s'ensuit un très bon centrage des étages de réduction. De plus, le fait que le moyeu de sortie 16 soit soutenu en rotation par rapport au carter 12 d'une part par le palier 18 et d'autre part par le satellite 34B en prise avec la couronne 14 assure également un très bon centrage des étages de réduction.
[0063] L'enceinte 20 peut être lubrifiée pour assurer le bon fonctionnement du réducteur 10. Pour son étanchéité, des joints peuvent être prévus, notamment autour des parties tournantes. A cet effet, un joint 46, annulaire, peut être prévu entre le couvercle 22 et l'arbre externe 40.
[0064] Par ailleurs, le réducteur 10 peut comprendre un joint 48 entre le moyeu de sortie 16 et le carter 12, le joint 48 étant situé radialement autour du palier 18. Plus précisément, le joint 48, annulaire, peut être monté sur le moyeu de sortie 16 et présenter une lèvre flexible configurée pour venir au contact du carter 12. Le joint 48 peut être radialement en regard du palier 18, à l'extérieur de celui-ci.
[0065] Ainsi, l'enceinte 20 délimitée radialement par le carter 12 et axialement d'une part par le moyeu de sortie 16, d'autre part par le couvercle 22, et par les joints 46, 48 aux interfaces avec les parties tournantes, est étanche et peut accueillir une quantité donnée de lubrifiant. Le remplissage en lubrifiant peut se faire de diverses manières, par exemple par des orifices du carter 12 qui sont bouchés lorsque le réducteur 10 est en fonctionnement.
[0066] Pour améliorer la lubrification du réducteur 10, au moins une rainure 50 peut être ménagée sur l'arbre d'entrée 24, comme illustré, ou sur le moyeu de sortie 16, ou encore entre l'arbre d'entrée 24 et le moyeu de sortie 16. La rainure 50 est configurée pour amener du lubrifiant à la zone où l'arbre d'entrée 24 est soutenu en rotation par le moyeu de sortie 16, c'est-à-dire ici vers l'alésage 26. En l'espèce, la rainure 50 est une rainure hélicoïdale. Le sens de la rainure hélicoïdale peut être choisi pour qu'en fonctionnement du réducteur dans le sens moteur, la rainure 50 convoie du lubrifiant vers l'alésage 26. Ces dispositions assurent une bonne lubrification de la zone où l'arbre d'entrée 24 est soutenu en rotation par le moyeu de sortie 16.
[0067] Un collecteur 52 en communication avec l'enceinte 20 peut être ménagé dans le moyeu de sortie, par exemple au fond de l'alésage 26. Le collecteur 52 récupère le lubrifiant acheminé en l'occurrence par la rainure 50 et le distribue, via des canaux transversaux 54, vers le palier 18. Ces dispositions assurent donc une bonne lubrification du palier 18.
[0068] Les figures 2 à 4 présentent le réducteur dans d'autres modes de réalisation. Sur ces figures, les éléments correspondant ou identiques à ceux du premier mode de réalisation recevront le même signe de référence et ne seront pas décrits à nouveau.
[0069] Dans le deuxième mode de réalisation illustré sur la figure 2, l'arbre d'entrée 24 est mobile axialement de façon à pouvoir se découpler de l'au moins un étage de réduction 30A. Plus précisément, l'arbre externe 40 et l'arbre d'entrée 24 s'emboîtent axialement l'un dans l'autre (ici l'arbre d'entrée 24 dans un logement 60 de l'arbre externe 40) de façon à pouvoir coulisser axialement l'un par rapport à l'autre. Un ressort 62 peut être monté entre l'arbre externe 40 et la partie d'entraînement 38 (ou, le cas échéant, les moyens de correction d'alignement 42).
[0070] Afin de solidariser l'arbre d'entrée 24 et l'arbre externe 40 en rotation, la section transversale de la partie d'entraînement 38 et la section transversale correspondante du logement 60 peuvent être non circulaires. La figure 3 illustre un exemple d'une telle section non circulaire du logement 60 : cette section comprend un cercle 60a à la périphérie duquel sont agencés plusieurs lobes 60b eux-mêmes circulaires. La combinaison de formes circulaires rend le logement 60 facile à fabriquer par des outils d'usinage classiques, tandis que la forme combinée, non-axisymétrique, assure une solidarisation en rotation fiable entre la partie d'entraînement 38 et l'arbre externe 40.
[0071] Par ailleurs, en référence de nouveau à la figure 2, le réducteur 10 peut comprendre une pige 64 montée dans un perçage axial du moyeu de sortie 16. La pige 64 jouxte l'arbre d'entrée 24 dans la direction axiale X. La pige 64 peut être munie de joints d'étanchéité, par exemple des joints toriques installés dans des gorges prévues sur la pige 64. La pige 64 peut être protégée par un capot 66 fixé au moyeu de sortie 16, en l'espèce vissé. Le capot de sortie 66 peut comprendre un bossage 68 dont l'intérieur abrite la pige 64 qui dépasse axialement du moyeu de sortie 16.
[0072] Dans la situation illustrée sur la figure 2, l'arbre d'entrée 24 est couplé au premier étage de réduction 30A, comme cela a été exposé en référence à la figure 1. Pour débrayer l'arbre d'entrée 24, il est possible de démonter le capot 66, de le retourner puis de le fixer à nouveau au moyeu de sortie 16 dans une configuration où le bossage 68 fait saillie vers l'intérieur du moyeu de sortie 16, ou plus exactement vers l'intérieur du perçage qui abrite la pige 64. Ce faisant, le bossage 68 pousse la pige 64 vers l'arbre d'entrée 24, qui est lui-même poussé davantage à l'intérieur du logement 60 de l'arbre externe 40, contre la force exercée par le ressort 62. L'arbre d'entrée 24 est ainsi translaté d'une longueur supérieure à la longueur d'engagement du solaire 32A avec le satellite 34A. Cette translation axiale conduit donc à dégager le solaire 32A du satellite 34A, de sorte que la rotation de l'arbre d'entrée 24 est découplée de la rotation du reste du réducteur 10, y compris les étages de réduction 30A, 30B et le moyeu de sortie 16. Ainsi, le moyeu de sortie 16 peut tourner librement, par exemple pour un remorquage, sans imposer d'effort à l'arbre d'entrée 24 et donc au moteur qui entraîne l'arbre externe 40.
[0073] Le couplage entre l'arbre d'entrée 24 et le premier étage de réduction 30A peut être restauré par une manipulation inverse du capot 66, le ressort 62 rappelant l'arbre d'entrée 24 vers sa position initiale, embrayée, c'est-à-dire en prise avec le premier étage de réduction 30A. Une butée axiale peut être prévue pour éviter que le ressort 62 ne force sur l'arbre d'entrée 24 au-delà de sa position embrayée, car cela impliquerait des efforts sur le moyeu de sortie 16. [0074] Ainsi, le capot 66 détermine le positionnement, ici axial, de la pige 64. En outre, le sens du capot 66, et particulièrement le fait que le bossage 68 soit saillant ou en retrait, fournit un indicateur visuel pour savoir facilement si l'arbre d'entrée 24 est embrayé ou débrayé.
[0075] D'autres variantes sont bien entendu envisagées, par exemple le fait que le mouvement de l'arbre d'entrée 24 découple ce dernier non pas du premier étage de réduction 30A, mais de son couplage avec l'arbre externe 40. Par ailleurs, au lieu de prévoir un capot 66 muni d'un bossage 68, il est possible de prévoir un capot sans bossage, à condition que la pige 64, dont la longueur serait éventuellement adaptée, ne soit insérée que lorsque l'on souhaite débrayer l'arbre d'entrée 24. Selon encore un autre exemple, la pige 64 peut présenter des extrémités de sections différentes, et l'arbre d'entrée 24 peut comprendre un logement interne dans lequel seule l'une des sections de la pige 64 peut pénétrer. Ainsi, dans un sens, la pige 64 s'insère dans le logement sans pousser l'arbre d'entrée 24, tandis que retournée, la pige 64 ne peut entrer dans le logement et pousse l'arbre d'entrée 24. D'autres mécanismes encore peuvent être prévus par l'homme du métier pour modifier la position axiale de l'arbre d'entrée 24.
[0076] La figure 4 illustre un réducteur 10 selon un troisième mode de réalisation. Dans cette variante du deuxième mode de réalisation, la partie d'entraînement 38 est dépourvue de moyens de correction d'alignement ; toutefois, la partie d'entraînement 38 prend la forme d'une roue dentée configurée pour coopérer avec un anneau denté correspondant dans le logement 60. La roue dentée est prévue relativement courte afin de permettre un débattement angulaire permettant de corriger les éventuels défauts d'alignement entre l'arbre d'entrée 24 et l'arbre externe 40. Par ailleurs, la partie d'entraînement 38 et l'anneau denté correspondant du logement 60 peuvent comprendre entre eux un jeu permettant de compenser les éventuels défauts géométriques des composants et de leur assemblage.
[0077] Par ailleurs, l'arbre d'entrée 24 est dépourvu de rainure 50 de guidage de lubrifiant. Dans ce mode de réalisation, la conduite du lubrifiant est facilitée par le fait que le solaire 32B du deuxième étage de réduction 30B est séparé de l'arbre d'entrée 24 par un jeu radial (non visible sur la figure 4), au lieu d'être exactement centré sur l'arbre d'entrée 24. Ce jeu radial permet le passage de lubrifiant. [0078] Par ailleurs, une douille de glissement 70 est prévue entre l'alésage 26 et l'arbre d'entrée 24. La douille de glissement 70 peut avoir des caractéristiques tribologiques améliorant le glissement de l'arbre d'entrée 24 par rapport au moyeu de sortie 16, sans détériorer le bon centrage de l'arbre d'entrée 24 par rapport au moyeu de sortie 16.
[0079] La figure 5 illustre partiellement un réducteur 10 selon un quatrième mode de réalisation. Dans cette variante du deuxième mode de réalisation, le capot 66 est remplacé par un bouchon 66'. Comme illustré sur la figure 5, lorsque le bouchon 66' est fixé par rapport au moyeu de sortie 16, le bouchon 66' peut être de niveau avec le moyeu de sortie 16 voir en retrait du moyeu de sortie 16. Le fait que le bouchon 66' ne dépasse pas du moyeu de sortie 16, contrairement au bossage 68 précédemment décrit, évite les arrachements et chocs sur le bouchon 66' et permet de faire reposer le réducteur 10 sur la face externe du moyeu de sortie 16, qui est ici plane et, grâce au bouchon 66' en l'espèce, sans saillie. Ceci est très utile pour faciliter l'assemblage ou les opérations de maintenance du réducteur.
[0080] Du côté de la pige 64, le bouchon 66' peut comprendre un logement dans lequel est positionné un insert ou pion 68'. Le pion 68' présente ici une section en forme générale de U. Le pion 68' est amovible et réversible. Le pion 68' peut avoir sensiblement la fonction du bossage 68 précédemment décrit, à savoir, dans un sens, abriter la pige 64, et dans l'autre sens (illustré sur la figure 5), pousser la pige 64 vers l'arbre d'entrée 24.
[0081] Le pion 68' peut être maintenu par rapport au bouchon 66' par friction, par exemple au moyen d'un joint élastique entre le bouchon 66' et le pion 68'. Ainsi, lorsque le bouchon 66' est démonté du moyeu de sortie 16, le pion 68' reste solidaire du bouchon 66' et est démonté conjointement avec le bouchon 66'. Le pion 68' peut ensuite être manipulé manuellement pour inverser sa position. Dans un sens, il est possible d'insérer un doigt dans l'espace précédemment occupé par la pige 64 et de tirer le pion 68'. Dans l'autre sens, il est possible de saisir une partie saillante du pion 68' ou de s'aider d'un outil ad hoc coopérant avec, par exemple, un orifice prévu dans le pion 68' à cet effet.
[0082] La figure 5 illustré par ailleurs que le carter peut être muni de paliers de pivot 15, utiles notamment lorsque le réducteur 10 est destiné à être employé dans un moteur-roue directionnel. [0083] La figure 6 illustre, en coupe longitudinale, un moteur-roue 80 comprenant un moteur 82 et un réducteur 10 tel que précédemment décrit, ici selon le premier mode de réalisation. Le moteur 82 peut être un moteur électrique. Le moteur 82 est couplé à l'arbre d'entrée 24 du réducteur 10 pour entraîner l'arbre d'entrée 24 en rotation. En l'espèce, le moteur 82 entraîne en rotation l'arbre externe 40 précédemment décrit. Le cas échéant, d'autres fonctions peuvent être ajoutées au moteur-roue 80, tel qu'un frein.
[0084] Le carter 12 peut porter une collerette ou des pattes de fixation à un corps de machine ou de véhicule, par exemple, sans perte de généralité, au châssis. Cette collerette ou les pattes de fixation peut être percée de perçages lisses ou filetés, notamment pour une fixation par boulonnage. La collerette peut être interrompue (c'est-à-dire s'étendre sur une partie seulement du pourtour du carter 12), par exemple en forme de fer à cheval.
[0085] La fixation au châssis d'un véhicule ou d'une machine peut être directe ou se faire par l'intermédiaire de jambes de force assurant une suspension. Typiquement, la collerette est serrée sur un plan d'appui du châssis ou de la jambe de force par un boulonnage traversant. Typiquement la tension des boulons assure le maintien du carter par serrage et adhérence sur la surface d'appui. La collerette supporte cet effort de serrage, et transmet tous les efforts de reprise de couple de transmission, et de reprise du poids de la machine ou du véhicule. Ces efforts sont transmis par le carter 12 jusqu'au palier 18 du réducteur 10, puis au moyeu de sortie 16 et jusqu'à la roue. La paroi du carter 12 assure donc une fonction de poutre entre la fixation au châssis et le moyeu de sortie 16. Le cas échéant, les pivots de direction (paliers de pivot 15 précités) assurent une fonction similaire.
[0086] La figure 6 montre par ailleurs une jante 84 montée sur le moyeu de sortie 16. En l'espèce, la jante 84 est fixée au moyeu de sortie 16, mais d'autres montages sont envisageables. Un jonc 86, annulaire, est par ailleurs prévu pour s'assembler à la jante 84. Un pneu 88 est destiné à s'emmancher axialement entre la jante 84 et le jonc 86. Une telle configuration facilite le remplacement du pneu 88 que la jante 84 est destinée à porter. Toutefois, d'autres configurations de jantes sont envisageables et en tout état de cause, le moyeu de sortie 16 peut porter autre chose qu'une jante et un pneu, par exemple un pignon pour l'entraînement d'une chenille, un treuil, une tête de forage, etc. [0087] La figure 7 illustre, en perspective, un véhicule 90 comprenant un corps 92 et des roues 94, et au moins un moteur-roue 80 tel que précédemment décrit. Le moyeu de sortie 16 du moteur-roue 80 porte une roue 94 et ledit moteur-roue soutient le corps 92 du véhicule par rapport à ladite roue 94. En particulier, comme détaillé précédemment, les efforts statiques qu'exerce le corps 92 du véhicule par rapport à la roue 94 peuvent être récupérés par le palier 18. D'ailleurs, la figure 6 montre que le palier 18 est à l'aplomb de la jante 84, dans cette application. En outre, le carter 12 peut comprendre une ou plusieurs brides 13 pour sa fixation au corps du véhicule 92.
[0088] Bien que le véhicule représenté soit une automobile, d'autres véhicules sont envisagés, notamment des poids lourds, des véhicules industriels ou agricoles, etc.
[0089] Bien que la présente description se réfère à des exemples de réalisation spécifiques, des modifications peuvent être apportées à ces exemples sans sortir de la portée générale de l’invention telle que définie par les revendications. En outre, des caractéristiques individuelles des différents modes de réalisation illustrés ou mentionnés peuvent être combinées dans des modes de réalisation additionnels. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif.

Claims

REVENDICATIONS
[Revendication 1] Réducteur (10), en particulier réducteur pour moteur- roue, comprenant un carter (12), un moyeu de sortie (16) soutenu par rapport au carter (12) par au moins un palier (18), un arbre d'entrée (24) et au moins un étage de réduction (30A, 30B) configuré pour coupler en rotation l'arbre d'entrée (24) et le moyeu de sortie (16) tout en modifiant le rapport de couple et de vitesse entre l'arbre d'entrée (24) et le moyeu de sortie (16), dans lequel l'arbre d'entrée (24) est mobile axialement de façon à pouvoir se découpler de l'au moins un étage de réduction (30A, 30B) et le moyeu de sortie (16) est solidaire en rotation d'un porte-satellite (36B) de l'au moins un étage de réduction.
[Revendication 2] Réducteur selon la revendication 1, dans lequel l'arbre d'entrée (24) est soutenu en rotation par le moyeu de sortie (16).
[Revendication 3] Réducteur selon la revendication 2, dans lequel l'arbre d'entrée (24) s'engage dans un alésage axial (26) du moyeu de sortie (16).
[Revendication 4] Réducteur selon la revendication 2 ou 3, dans lequel l'arbre d'entrée (24) est soutenu en rotation par le moyeu de sortie (16) d'un côté de l'au moins un étage de réduction (30A, 30B), et l'arbre d'entrée (24) présente une partie d'entraînement (38) pour son entraînement en rotation par un moteur (82) de l'autre côté de l'au moins un étage de réduction (30A, 30B).
[Revendication 5] Réducteur selon l'une quelconque des revendications 1 à
4, dans lequel le carter (12) porte une couronne (14) de l'au moins un étage de réduction (30A, 30B).
[Revendication 6] Réducteur selon l'une quelconque des revendications 1 à
5, dans lequel l'arbre d'entrée (24) porte un solaire (32A) en prise avec l'au moins un étage de réduction (30A).
[Revendication 7] Réducteur selon l'une quelconque des revendications 1 à
6, dans lequel l'arbre d'entrée (24) présente une partie d'entraînement (38) configurée pour être solidaire en rotation d'un arbre externe (40), la partie d'entraînement (38) étant apte à coulisser dans un logement (60) de l'arbre externe (40).
[Revendication 8] Réducteur selon la revendication 7, dans lequel une section transversale de la partie d'entraînement (38) et une section transversale correspondante du logement (60) sont non circulaires, et présentent optionnellement des lobes (60b).
[Revendication 9] Réducteur selon l'une quelconque des revendications 1 à
8, comprenant une pige (64) jouxtant l'arbre d'entrée (24) et un capot (66) configuré pour déterminer le positionnement axial de la pige (64) afin de coupler ou de découpler l'arbre d'entrée (24) avec l'au moins un étage de réduction (30A, 30B).
[Revendication 10] Réducteur selon l'une quelconque des revendications 1 à
9, dans lequel une rainure (50) est ménagée sur l'arbre d'entrée (24), sur le moyeu de sortie (16) ou entre l'arbre d'entrée (24) et le moyeu de sortie (16), la rainure (50) étant configurée pour amener du lubrifiant à la zone où l'arbre d'entrée (24) est soutenu en rotation par le moyeu de sortie (16).
[Revendication 11] Réducteur selon l'une quelconque des revendications 1 à
10, comprenant en outre un joint (48) entre le moyeu de sortie (16) et le carter (12), le joint (48) étant situé radialement autour du palier (18).
[Revendication 12] Moteur-roue (80) comprenant un moteur (82), en particulier un moteur électrique, et un réducteur (10) selon l'une quelconque des revendications l à 11, le moteur (82) étant couplé à l'arbre d'entrée (24) du réducteur (10) pour entraîner l'arbre d'entrée (24) en rotation.
[Revendication 13] Véhicule (90) comprenant un corps (92) et des roues (94), et au moins un moteur-roue (80) selon la revendication 12, le moyeu de sortie (16) d'un de l'au moins un moteur-roue (80) portant l'une des roues (94) et ledit moteur-roue (80) soutenant le corps (92) du véhicule par rapport à ladite roue (94).
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