Brevet FR2180709A1 — publié le 19731130

L'invention a pour objet un véhicule à moteur électrique alimenté par batterie d'accumulateurs, en particulier un véhicule à deux roues0 Lorsqu'il démarre en charge, le moteur électrique, qui est un moteur à courant continu, consomme un courant d'intensité disproportionnée qui est plusieurs fois supérieure à sa valeur normale en service courant. Au démarrage, l'intensité du courant peut atteindre environ 200 ampères, de sorte que la batterie est très rapidement déchargée et que les commutateurs risquent autre détruits. Enfin, la valeur importante du courant consommé donne naissance à un couple d'entraSnement élevé qui ne facilite pas un démarrage en douceur.Le courant de démarrage peut être limité, par exemple, au moyen de dispositifs de réglage électroniques, mais un tel moyen de commande est coûteux et facilement suet aux dérange mentis, Le but principal de l'invention est de créer un véhicule qui, tout en étant d'une construction simple et d'un service facile, permette d'effectuer un parcours aussi long que possible avec l'énergie électrique de la batterie dont on dispose, dont la dimension et le poids sont limités par la charge utile et la maniabilité du véhicule. Ce résultat est obtenu par l'invention gracie au fait qu'il est prévu entre le moteur électrique et la transmission un embrayage centrifuge0 Le moteur électrique peut ainsi démarrer sans charge, de sorte que l'intensité du courant reste faible au début de l'opération de démarrage0 Ce n'est que lorsque le moteur électrique a atteint un régime déterminé que l'embrayage centrifuge accouple la transmission et que le véhicule démarre. L'accouplement de la transmission au moyen de l'embrayage centrifuge s'effectue par glissement si bien que le démarrage se fait en douceur. Etant donné que le moteur n'est mis en charge que lorsqu'il tourne à un régime déterminé, réglé par l'embrayage centrifuge, la consommation de courant est faible0 On évite un appel de courant inutiolement élevé au profit d'une augmentation du rayon d'action du véhicule. Grâce à la limitation du courant de démarrage effectuée comme il est dit cidessus, non seulement on évite d'imposer à la batterie une charge inutile mais on peut également utiliser des interrupteurs à durée de vie élevée. Selon l'invention, l'embrayage centrifuge est disposé entre l'arbre moteur et le pignon d'attaque du premier étage de la transmission.Quand celle-ci est à deux étages, il est avantageusement prévu de relier la poulie d'attague et la poulie de sortie du premier étage de la transmission au moyen d'une courroie et le pignon d'attaque et la roue dentée de sortie du deuxième étage de la transmission au moyen d'une chaRne. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'embra- yage centrifuge, qui est constitué d'un corps creux en forme de pot et de masses centrifuges, est monté à l'extrémité de l'arbre du moteur0 Le corps creux est solidaire de la poulie d'attague de la transmission à courroie qui est montée sur l'arbre du moteur au moyen de roulements. Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, au moins l'un des étages de la transmission, notamment celui à courroie, est réglable de façon continue. Â cet effet, l'une des deux poulies à courroie comprend des disques coniques dont l'un est mobile axialement et est relié à un dispositif de réglage en fonction du régime. Ce dispositif se compose d'un disque d'arrêt et d'un ressort annulaire contenant des billes qui se trouve entre le disque d'arrêt et le disque mobile. Le disque d'arrBt présente une gorge annulaire et un profil en assiette avec une surface légèrement inclinée vers le disque mobile par rapport à un plan transversal.Le moteur électrique est fixé à un flasque qui peut pivoter contre l'action -d'un ressort autour d'un axe de pivotement solidaire du véhicule. La commande à courroie peut ainsi tre maintenue sous tension; en particulier, dans une transmission progressive, la poulie entraînée peut entre rigide. Suivant l'invention, une roue libre est montée en avant du dernier étage de la transmission0 Quand celle-ci est à deux étages, cette roue libre est placée entre la poulie de sortie du premier étage et le pignon d'attaque du deuxième étage. Selon une réalisation particulièrement avantageuse, la roue libre est incorporée au pignon d'attaque du deuxième étage qui est monté sur une douille libre en rotation sur un arbre inter- médiaire gracie à des roulements. Âvec cette roue libre, le rayon d'action du véhicule peut encore titre augmenté, par exemple par le fait que, quand l'alimentation du moteur élec trique a été coupée, le véhicule peut continuer à rouler sans que le premier étage de la transmission et le moteur soient entraSnésO Dans la descente des côtes, la roue libre évite également toute résistance inutile, Sur un véhicule à moteur électrique alimenté par batterie, cette dernière doit pouvoir fournir la plus grande quantité possible d'énergie pour permettre un parcours aussi grand que possible avec une seule charge de la batterie. Mais une capacité de charge élevée oblige à utiliser une batterie de grand volume et de poids élevé. Pour que le véhicule puisse néanmoins rouler facilement malgré la présence d'une batterie de grandes dimensions et de poids élevé et pour lui donner une stabilité élevée malgré un poids total relativement faible il est prévu, selon une autre caractéristique de l'invention que, pour un empattement donné, l'espace libre entre les roues est rendu aussi grana que possible par diminution du diamètre des roues, la batterie étant montée dans un cadre au voisinage de la roue avant avec son bord inférieur se trouvant sensiblement à la hauteur des essieux.En disposant la batterie de cette façon, on fait participer à la charge de façon convenable la roue avant, ce qui procure une répartition avantageuse des poids principaux, c'est-à-dire de la batterie, de l'ensemble de propulsion et du conducteur. Malgré cela, la batterie reste facile ment accessible pour les opérations de contr8le ou pour le recomplètement en eau ou en acide et elle peut être facilement changée. La garde au sol est suffisante. Le cadre, qui est un cadre tubulaire, comporte avantageusement une partie de base repliée en rectangle dans laquelle est suspendu un bac en matière plastique dont le bord est dirigé vers l'extérieur. Il est facile d'installer la batterie dans ce bac et de l'en retirer; elle y est immobilisée d'une façon sàre et elle est, en particulier, à l'abri de l'encrassement grtce à un capot de recouvrement qui peut en meme temps recouvrir également le mécanisme moteur disposé entre la batterie et la roue arrière. Le capot est également en matière plastique et s'engage avec la partie de base du cadre et avec le bord du bac grtce à un bord recourbé vers l'extérieur0 Dans un véhicule à deux roues à pédalier, il est prévu, suivant une autre caractéristique de l'invention que le rapport de démultiplication de la commande à pédalier est semblable à la démultiplication d'une bicyclette. Le rapport de démultiplication est d'environ 2/1 avec un diamètre de roue d'environ 30 cm.De cette façon, quand l'arbre intermédiaire sert en meme temps d'arbre de commande å pédalier et qu'une roue libre est montée, par exemple, sur l'essieu de la roue arrière, le conducteur peut facilement participer en pédalant à la marche de son engin à la vitesse de route normale pour son entraSne- ment physique; dans les montées, il peut soulager le moteur en pédalant pour éviter une consommation d'énergie électrique trop élevée0 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple d'un mode de réalisation préféré de l'invention.On se référera aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en élévation d'un véhicule à deux roues conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue de dessus du mEme véhicule, le capot et la selle ayant été retirés, - la figure 3 montre à plus grande échelle le mécanisme de transmission de ce véhicule à deux roues, - la figure 4 est une vue en coupe d'une partie d'un premier étage de transmission selon une première variante de réalisation, - la figure 5 est une vue en coupe d'une partie d'un premier étage de transmission selon une deuxième variante de réalisation, - la figure 6 est une vue en coupe d'une roue libre montée sur un arbre intermédiaire du véhicule de l'invention. Le véhicule à deux roues porte dans un cadre 1, entre une roue avant 2 et une roue arrière 3, en même temps qu'un mécanisme moteur 4, une batterie d'accumulateurs 5. Le cadre 1, qui est un cadre tubulaire, a une partie de base 14 repliée en rectangle dont les bords supérieur 53 et inférieur 54 sont placés respectivement dans des plans parallèles à l'essieu 55 de la roue avant 2 et à l'essieu 56 de la roue arrière 3. La partie de base 14 du cadre s'étend sur la presque totalité de l'espace libre entre les roues 2 et 3 qui est aussi grand que possible pour un empattement donné grâce aux petites dimen sions des roues 2 et 3. La batterie 5 est montée dans le voisinage de la roue avant 2 à l'intérieur d'un bac 6 engagé dans l'ouverture de la partie de base 14 du cadre.Le bord inférieur 57 de la batterie 5 se trouve sensiblement à la hauteur des essieux 55 et 56 des roues 2 et 3. Le bac 6 est en matière plastique; pour permettre de le suspendre dans le cadre 14, il est muni sur tout son pourtour d'un bord dirigé vers l'extérieur qui, de façon non représentée, s'engage par dessus le bord supérieur 53 du cadre. Entre la batterie 5 et la roue arrière 3 se détache de la partie de base 14 du cadre une partie de cadre 21 qui porte une selle 9. Le centre de gravité de cette dernière se trouve entre la batterie 5 et l'essieu 56 de la roue arrière 3. Un capot 7 recouvre aussi bien la batterie 5 que le mécanisme moteur 4. De même que le bac 6, ce capot est en matière plastique et s'engage par dessus la partie 14 du cadre au moyen d'un bord recourbé vers l'extérieur, non représenté en détail.Pour laisser passer l'élément de cadre 21 qui porte la selle 9 le capot a une fente qui est dirigée vers la roue arrière 30 On peut de ce fait retirer facilement le capot vers le haut de sorte que l'accès à la batterie est aisés Â cet effet également, des tubes de cadre 58, 59 destinés à relier la partie de base 14 du cadre avec une articulation tournante 60 de la roue avant 2, sont placés à l'extérieur et sont dirigés obliquement vers le haut. La batterie 5 qui est maintenue bien ajustée dans le bac 6 est avantageusement posée sur un coussin en mousse; elle peut entre en une seule partie ou en plusieurs parties, Au moyen d'un chargeur 61 incorporé et d'une prise de courant de charge non représentée, cette batterie 5 peut être chargée à tout moment sans qu'il soit nécessaire de la sortir du bac 6. De façon connue en soi, il est également prévu un guidon 8, un porte-bagage 10, des amortisseurs 11, des garde-boue 12 et un moyen d'éclairage 13. Le mécanisme d'entraSnement 4 (figure 3) se compose d'un moteur électrique 15 alimenté par une batterie d1accumulateurs 5 et d'une transmission à deux étages entraînée par ce moteur; le premier étage de transmission comprend une commande à courroie 16 et le deuxième étage de transmission une commande à chaîne 17. Le rapport de transmission de la commande à courroie est d'environ 1/3 et le rapport de transmission de la commande à channe est d'environ 1/4. Le moteur électrique 15 est fixé à un flasque 18 qui peut pivoter contre l'ation d'un ressort 20 autour d'un axe de pivotement solidaire du véhicule. Cet axe de pivotement 19 est porté par une plaquette 22 soudée à la partie de cadre 21.Une barrette 23 qui est également soudée à la partie de cadre 21 a pour rôle de retenir l'une des extrémités du ressort 20 dont l'autre extrémité est engagée dans une ouverture 24 du flasque 18 placée à l'opposée de l'axe de pivotement 19. L'arbre moteur 25 est monté parallèlement à l'essieu 56 de la roue arrière motrice 3 et parallèlement à un arbre intermédiaire 27 sur lequel sont montés la poulie de sortie 28 de la commande à courroie 16 et le pignon d'attaque 29 de la commande à channe 17. La commande à courroie 16 est tendue par l'action du ressort 20, Comme le montre la figure 3, l'arbre moteur 25, l'arbre intermédiaire 27 et l'essieu 56 de la roue arrière 3 sont les sommets d'un triangle a' angles aigus. À la suite du moteur électrique 15 est monté un embrayage centrifuge 30. Selon un premier mode de réalisation, représenté à la figure 4, cet embrayage est monté à l'extrémité de l'arbre 25 du moteur électrique 15. À partir d'un régime déterminé de rotation de l'arbre moteur 25, des masses centrifuges 34 sont serrées contre la paroi intérieure cylindrique d'un corps creux 33 en forme de pot qui est fixé à une poulie d'attaque 32 de la commande à courroie 16. La poulie d'attaque 32 est montée au moyen de roulements à aiguilles 35 sur l'arbre moteur 25. Lorsque les masses centrifuges 34 sont appliquées contre le corps creux 33, ce dernier est entratné et, avec lui, la poulie d'attaque 32, tout d'abord avec glissement. Selon un deuxième mode de réalisation représenté à la figure 5, l'arbre moteur 25' du moteur électrique 15 est prolongé. À son extrémité, est monté ici aussi un embrayage centrifuge 30 dont le corps creux 33' a, dans ce cas, un fond conique qui est soudé sur une douille 40. Cette dernière qui est montée libre en rotation à l'aide de roulements à aiguilles 35 sur l'arbre moteur 25' traverse en son centre un disque 43 mobile en sens axial et un disque d'arrêt 41 qui présente une gorge annulaire 42 et une surface à profil d'assiette 44. Le disque 43 est conique comme le fond du corps creux 33' et ces deux pièces constituent ensemble la poulie d'attaque de la transmission à courroie 16.Le disque d'arrêt 41 est calé en déplacement axial en direction du moteur électrique 15 à l'aide d'une rondelle 45 et d'un anneau élastique 46. De cette façon, est relié un variateur de vitesse dont le rapport de transmission est réglé par la poulie d'attaque 32, dans des limites déterminées, sans gradation et automatiquement0 Dans la moitié inférieure de la figure 5, le mécanisme d'entrainement est représenté en marche à vide, le corps creux 33' et avec lui la courroie 49 et le disque 43 ne sont pas encore entraînés, et l'arbre moteur 25' tourne librement, par exemple au moment du démarrage. Dans cette position de repos, il y a, dans la gorge annulaire 42, un ressort annulaire 48 contenant des billes. Lorsque les masses centrifuges 34 finissent par entraîner le corps creux 33' et par conséquent, par l'intermédiaire de la douille 35, la courroie 49 et les disques 41 et 43, le ressort annulaire 48 avec ses billes se déplace en sens radial vers l'extérieur au fur et à mesure que le régime augmente et atteint finalement la position représentée à la partie supérieure de la figure 5 dans laquelle il écarte de force l'un de l'autre le disque d'arr & 41 et le disque 43, de sorte que la distance axiale entre le disque 43 et le fond du corps creux 33r diminue; la courroie 49 se déplace en sens radial vers l'extérieur et le rapport de transmission diminue. On a représenté à la figure 6 une partie de l'arbre intermédiaire 27 sur laquelle une douille 37 est montée libre en rotation au moyen de roulements à aiguilles 36o Sur cette douille 37 est calée la poulie de sortie 28 de la transmission à courroie 16; le pignon d'attaque 29 de la transmission à chaîne 17 est monté par l'intermédiaire d'une roue libre 31 sur la douille 37 immédiatement à coté de la poulie de sortie 28. Outre la commande d' entraînement par moteur il est également prévu une commande à pédalier0 À cet effet, sur l'arbre intermédiaire 27 aux extrémités duquel sont montées des pédales 50, il est prévu une roue dentée 62 et une chaîne 51 aboutit à la roue arrière 3 qui peut entre ainsi entraînée par l'intermédiaire d'une roue libre non représentée.Le rapport de transmission est celui d'une démultiplication de bicyclette; avec une roue arrière 3 d'environ 40 cm de diamètre, le rapport de transmission de la commande à pédalier est compris entre environ 2/1 et 3/lo Le dispositif d'entraînement 4 du véhicule à deux roues fonctionne de la façon suivante À l'aide d'un commutateur non représenté la batterie 5 est branchée sur le moteur 15 par l'intermédiaire de câbles non représentés. Le moteur électrique 15 démarre sans charge et ne consomme alors qu'un courant de démarrage réduit.Lorsque le régime atteint une valeur fixée à l'avance, l'embrayage centri Fugue 30 entre en jeu et le mouvement de rotation du moteur électrique 15 est transmis à la roue arrière 3 par l'intermédiaire de la transmission à courroie 16, de la roue libre 31 et de la transmission à chaîne 17. Quand, dans les descentes, la roue arrière tourne plus vite que le moteur d'entraînement, il ne se produit pas de freinage en raison de la présence de la roue libre 31. Quand on emploie le variateur déjà décrit, le rapport de transmission de la transmission à courroie 16 est grand au moment du démarrage. Il diminue dès que le régime du moteur électrique 15 augmente et ce régime augmente proportionnellement plus vite que ne diminue le rapport de transmission, de sorte que la vitesse de la roue augmente. Une diminution du régime, par exemple dans une montée, provoque au contraire une augmentation du rapport de transmission. REVENDIÀ!I!ION$ 1. Véhicule à moteur électrique alimenté par batterie d'accumulateurs, du type à deux roues, caractérisé en ce qu'un embrayage centrifuge est placé entre le moteur électrique et un mécanisme de transmission du mouvement à une roue de ce véhicule 2. Véhicule selon la revendication I caractérisé en ce que l'embrayage centrifuge est disposé entre l'arbre du moteur et la poulie d'attaque d'un premier étage du mécanisme de transmission, 30 Véhicule selon la revendication 2 caractérisé en ce que la transmission est à deux étages et en ce que la poulie d'attaque du premier étage de transmission est reliée à une poulie de sortie par une courroie tandis que le pignon d'attaque du deuxième étage de transmission est relié à une roue dentée de sortie de cet étage par une chaîne. 4. Véhicule selon la revendication 3 caractérisé en ce que l'embrayage centrifuge est constitué par un corps creux en forme de pot et par des masses centrifuges et il est monté à l'extrémité de 1 'arbre du moteur cependant que le corps creux est fixé à la poulie d'attaque de la commande à courroie montée sur l'arbre du moteur0 5. Véhicule selon la revendication 4 caractérisé en ce que la poulie d'attaque fixée au corps creux est montée sur l'arbre du moteur au moyen de roulements à aiguilles. 6. Véhicule selon l'une quelconque des revendications a à 5 caractérisé en ce qu'au moins un des étages de la transmission est à réglage progressif sans gradation 7. Véhicule selon la revendication 6 caractérisé en ce que la commande à courroie est réglable sans gradation et en ce que, pour permettre ce réglage sans gradation, une des deux poulies à courroie comprend des disques coniques dont l'un est mobile et relié à un dispositif de réglage agissant en fonction du régime du moteur. 8. Véhicule selon la revendication 7 caractérisé en ce que le dispositif de réglage en fonction du régime se compose dtun disque d'arr & et d'un ressort annulaire qui est disposé entre ce disque d'arrêt et un disque mobile en sens axial, dans ce ressort sont encastrées des billes tandis que le disque d'arret a une gorge annulaire et une surface à profil d'assiette légèrement inclinée par rapport à un plan transversal en direction du disque mobile0 9. Véhicule selon la revendication 8 caractérisé en ce que la poulie d'attaque de la commande à courroie est constituée par le disque mobile et par le fond conique du corps creux de l'embrayage centrifuge0 10.Véhicule selon la revendication 3 caractérisé en ce que le rapport de transmission de la commande à courroie est d'environ 1/3 et le rapport de transmission de la commande à chaîne d'environ 1/4. 11. Véhicule selon la revendication I caractérisé en ce qu'en amont d'un dernier étage de transmission est montée une roue libre. 12. Véhicule selon les revendicatons 3 et Il réunies, caractérisé en ce que la roue libre est placée entre la poulie de sortie du premier étage de transmission et le pignon d'attaque du deuxième étage de transmission. 13. Véhicule selon la revendication 12 caractérisé en ce que la roue libre est disposée entre une douille portant la poulie de sortie du premier étage de transmission et le pignon d'attaque du deuxième étage de transmission. 14. Véhicule selon la revendication 13 caractérisé en ce que la douille est montée libre en rotation sur un arbre intermédiaire au moyen de roulements à aiguilles0 15. Véhicule selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moteur électrique est fixé à un flasque qui peut pivoter contre l'action d'un ressort autour d'un axe de pivotement solidaire du véhicule. 16. Véhicule selon la revendication 1 du type à deux roues avec pédalier, caractérisé en ce que le rapport de transmission du pédalier est semblable à celui d'une bicyclette. 170 Véhicule selon la revendication 16 caractérisé en ce que, pour un diamètre de la roue arrière motrice d'environ 40cm, le rapport de transmission du pédalier est d'environ 2/1. 18. Véhicule selon la revendication 16 caractérisé en ce que l'arbre intermédiaire est en mtme temps l'arbre de la commande à pédalier0 19. Véhicule selon les revendications 16 à 18 réunies, caractérisé en ce qu'il est prévu dans la commande à pédalier une roue libre montée sur l'essieu de la roue arrière motrice. 20. Véhicule selon les revendications 1 à 19 réunies caractérisé en ce que l'arbre moteur, l'arbre intermédiaire et l'es- sieu de la roue arrière motrice sont placés au sommet d'un triangle à angles aigus. 21. Véhicule à moteur électrique alimenté par batterie d'accumulåteurs du type à cadre et à deux roues selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour un empattement donné, l'intervalle libre entre les roues est aussi grand que possible grâce à des roues de petites dimensions, la batterie est supportée par le cadre au voisinage de la roue avant et le bord inférieur de cette batterie est sensiblement au niveau des essieux. 22. Véhicule selon la revendication 21, caractérisé en ce que le cadre est tubulaire et présente entre les roues une ouverture dans laquelle est disposé un bac destiné à recevoir la batterie. 23. Véhicule selon la revendication 22 caractérisé en ce que le cadre comprend une partie de base repliée en rectangle et située dans un plan parallèle au plan des essieux. 24. Véhicule selon la revendication 23 caractérisé en ce que le bac est en matière plastique, avec un bord dirigé vers l'extérieur et il est suspendu par ce bord à la partie de base du cadre. 25. Véhicule selon la revendication 21 caractérisé en ce que la batterie est couverte par un capot. 26.Véhicule selon la revendication 25 caractérisé en ce que le mécanisme d'entraenement disposé entre batterie et la roue arrière est lui aussi couvert par le capot protégeant la batterie. 27. Véhicule selon l'une quelconque des revendications 25 et 26 caractérisé en ce que le capot est en matière plastique et s'engage par un bord recourbé vers l'extérieur avec la partie de base du cadre. 28. Véhicule selon la revendication 21 caractérisé en ce que la selle est située, pour ce qui est du centre de gravité, entre la batterie et l'essieu de la roue arrière. 29. Véhicule selon la revendication 28 caractérisé en ce que le capot a une fente par laquelle passe une partie du ~~~~~~~ cadre supportant la selle. 500 Véhicule selon la revendication 21 caractérisé en ce que, des deux côtés de la partie de base du cadre, des tubes se dirigent obliquement vers le haut et assurent la liaison avec une articulation pivotante de la roue avant. 310 Véhicule selon la revendication 21 caractérisé en ce qu'un chargeur de batterie et une prise de courant de charge font partie du véhicule,