Brevet FR2352995A1 — publié le 19771223

L'invention concerne un dispositif de commande de la rotation d'un élément de sortie0 I1 existe de nombreux dispositifs hydrauliques connus destinés à assumer différentes fonctions telles que la commande de treuils, de mélangeurs, et de roues de véhicules. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique no 3 686 978 décrit l'un dé ces dispositifs hydrauliques. Ce dernier comprend un moteur hydraulique boulonné sur une fusée essieu sur laqueile la roue d'un véhicule tourne et qui est montée dans deux paliers. Un réducteur du type à engrenage planétaire est monté à l'ex- térieur de la fusée de manière à réduire la vitessc à laquelle la roué est entratnée lorsque le moteur fonctionne. Pour permettre l'utilisation du véhicule dans certaines conditions, il est souhaitable de rendre minimale la dimension axiale du dispositif de coanande de la roue. I1 est évident que dans le cas où un réducteur à engrenage est monté a iXextérieur de la fusée d'essieu, le dispositif de commande tend à présenter une dimension axiale relativement importante, encore augmentée par la présence d'un btti de moteur sépare de la fusée d'essieu. L'invention concerne un dispositif de commande relativement peu volumineux et d'un montage aisé, convenant à différentes applications telles que la commande d'un mélangeur ou-d'un treuil0 Dans la forme de réalisation avantageuse décrite ci-après, le dispositif de commande est utilisé pour faire tourner une roue d'un véhicule. Il comprend un moteur hydraulique dont le bati est réalisé d'une seule pièce avec une fusée d'essieu. Un moyeu, destiné à être relié à la roue du véhicule, tourne sur la fusée. Une transmission à engrenage, destinée à appliquer la force du moteur au moyeu et à la roue, est montée intérieurement par rapport à ltextrémité extérieure de la fusée, de manière à réduire la dimension axiale du dispositif de commande.Pour faciliter le remorquage du véhicule, le moteur peut être désolidarisé de la transmission. I1 est évident que le dispositif perfectionné de commande selon l'invention peut être utilisé pour l'application de forces d'entrafnement à des éléments autres que les roues de véhicules. Par conséquent, l'invention concerne un dispositif de commande de la rotation d'un élément de sortie, relativement peu volumineux et de faible dimension axiale0 L'élément de sortie peut Qtre une roue de véhicule. Le dispositif de commande comprend un moteur dont le bati est réalisé d'une seule pièce avec une fusée sur laquelle tourne l'élément de sortie. Une transmission à engrenage est montée intérieurement par rapport à l'extrémité extérieure de la fusée, et elle est destinée à faire tourner ltélément extérieur lorsque le moteur est mis en marche. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels la figure 1 est une coupe axiale partielle du dispositif de commande selon l'invention la figure 2 est une vue partielle -en bout suivant la ligne 2-2 de la figure 1 et montre le montage du dispositif de commande sur le chassies d'un véhicule la figure 3 est une coupe axiale partielle, à échelle agrandie, du dispositif de la figure 1 la figure 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 1 et représente une fusée dtessieu, une transmission à engrenage et un moyeu de roue dans leurs positions relatives la figure 5 est une coupe transversale partielle, à échelle agrandie, suivant la ligne 5-5 de la figure 1, et représente un rotor et un stator d'un moteur hydraulique du dispositif selon l'invention dans leurs positions relatives la figure 6 est une coupe axiale partielle à échelle agrandie du dispositif de la figure 1 et montre un arbre d'entrée de la transmission à engrenage en position de dégagement ; et la figure 7 est une coupe axiale partielle, à échelle agrandie, d'une variante du dispositif selon l'invention utiiisant la pression d'un fluide pour déplacer un arbre dten- trée vers une position d'enclenchement. Le dispositif 10 de commande selon l'invention (figure i), de faible volume, convient avantageusement à lten tratnement d'une roue ou d'un élément 12 de sortie monté sur un bati ou chtssis 14 d'un véhicule. Cependant, ce dispositif lo convient à d'autres applications si cela est souhaité. Il comprend un moteur hydraulique 16 à engrenage du type "Gerotor comportant un bottier 18 fixé au chassies 14 par des organes convenables 20 (figure 2). Ce boftier 18 (figure 1) est réale sé d'une seule pièce avec une fusée 24 d'essieu sur laquelle tourne un moyeu 26 à l'aide de paliers convenables 28 et 30. Une transmission 32 à engrenage applique la force d'entraSne- ment d'un arbre 34 d'entrée au moyeu 26. L'arbre 34 est relié à un arbre oscillant ou une bielle 38 de commande du moteur 16 à l'aide d'un manchon 40 à cannelures internes. La transmission 32 à engrenage est montée sur la partie centrale 44 de la fusée 24, entre les paliers 28 et 30, de manière b réduire la dimension axiale du dispositif 10. Cette transmission 32 comprend une roue dentée centrale ou planétaire 4 (figures 3 et 4) disposée dans une chambre axiale 50 présentée par la fusée 30 d'essieu. Cette chambre 50, de section droite circulaire, renferme totalement le planétaire 48. Des pignons fous 54, 56 et 58 (figure 4) passent dans des ouvertures 62, 64 et 66 dtune paroi cylindrique 68 de la fusée 24 et sont disposés de manière à engrener avec le planétaire 48 et avec tine couronne dentée 72 fixée au moyeu 26. Les pignons fous ou satellites 54, 56 et 58 sont montés sur la partie centrale 44 de la fusée 24 à l'aide de deux anneaux 76 et 78 (figure 1) et dtaxes 90 (figures 1 et 4). L'anneau 76 est relié X la fusée 24 par l'enclenchement de cannelures internes 94 avec des cannelures externes 96 de cette fusée 24. Les cannelures 94 et 96 empochent toute rotation de l'anneau 76 autour de l'axe central 100 de la fusée. Une entretoise 104 empoche tout mouvement axial de l'anneau 76 vers l'intérieur. Un anneau élastique 106, qui se loge dans une gorge annulaire de la fusée 24, interdit tout mouvement axial vers ltextérieur des anneaux 76 et 78. lorsque l'élément 34 entrée et le planétaire 48 tournent sur l'axe central 100 de la fusée 24, les pignons fous 54, 56 et 58 tournent sur les axes 90 et entrassent la couronne dentée 72. Cette dernière étant fixée au moyeu 26 et à la roue 12, la rotation du planétaire 48 est transmise à ce moyeu et à cette roue, Il convient de noter que le moyeu 26 tourne autour de l'axe 100 en portant sur les paliers intérieur 28 et extérieur 30, comme représenté sur la figure 1. A cet effet, une paroi extrême annulaire intérieure 110 est fixée à une paroi 112 à peu près cylindrique du moyeu 26 et porte contre le palier intérieur 28. Il en est de même pour une paroi extérieure annulaire 114 et le palier 30. La roue 12 est fixée à la paroi extérieure 114 du moyeu 26 par des organes convenables 118 de liaison. Un mécanisme l20 à frein à disque (figure 1), monté sur le moyeu 26, permet d'interrompre la rotation de la roue 12. Le mécanisme 120 comprend une mâchoire 124 (représentée schématiquement sur la figure 1) pouvant être commandée de manière à se fermer classiquement sur un disque annulaire 126 fixé au moyeu 26. La mâchoire 124 est fixée au châssis 14 du véhicule, de manière qutà sa mise en oeuvre, le disque 126 et le moyeu 26 ne puissent tourner par rapport au châssis du vé- hicule et que la roue 12 soit ainsi bloquée. Le moteur hydraulique 16 de commande est du type à engrenage 1?Gerotor1, et il comprend un stator 130 à denture interne (figure 5) fixé au bottier 16, et un ressort 132 à denture externe qui exécute un mouvement orbital de rotation par rapport au stator 130 sous la pression élevée d'un fluide introduit dans certaines des chambres délimitées entre le rotor 132 et le stator130.D'autres de ces chambres sont mises à l'échappement, de manière que le fluide à haute pression fasse exécuter efficacement un mouvement orbital de rotation au rotor.Un distributeur coopère avec le rotor 132 pour faire communiquer séquentiellement les chambres délimitées entre ce dernier et le stator150 avec une source de fluide à haute pression et avec un canal d'écoulement,comme décrit dans le brevét des li:tats-Unis d'Amérique no 3 606 601. Bien que la figure 5 représente un type particulier de stator et de rotor, il est évident que d'autres formes de réalisation de ces éléments peuvent titre mises en oeuvre si cela est souhaité. Par exemple, le moteur hydraulique peut comporter un stator à palette. Une extrémité intérieure 140 de l'arbre oscillent 38 est reliée au rotor 132 de manière à suivre la rotation et le mouvement orbital de ce dernier par rapport au stator 130. Le rotor 132 comportant six dents, ctest-à-dire une de moins- que le stator 130, l'extrémité intérieure de l'arbre oscillant 38 effectue un tour complet lorsqu'elle exécute six mouvemes orbitaux. Ltarbre 38 comporte également une extrémité extérieure cannelée 144 (figures 1 et 2) en prise avec des cannelures internes 146 du manchon 40. Ce dernier tourne autour de l'axe central 100 de la fusée 124 sur un palier 148 de butée et sur un palier radial 149. Le manchon 40 effectuant un tour complet autour de l'axe central 100 en mme temps que i'arbre oscillant 38, il existe un rapport de réduction de six b un entre la vitesse de rotation du rotor 132 et la vitesse de rotation du manchon 40.Le mode de fonctionnement du moteur hydraulique 16 et l'association de l'arbre oscillant avec le rotor 132, le stator 130 et le manchon 40 étant connus, ils ne seront pas décrits plus en détail ci-après. La rotation du manchon 40 est transmise à arbre 34 entrée par des cannelures internes 152 de ce manchon. Ces cannelures 152 sont en prise avec des cannelures externes t54 de ltéiément 34 d'entrée (figure 3). Par conséquent, cet élément 34 effectue un tour complet en même temps que le manchon 40. La transmission 32 à engrenage réalise un rapport de réduction de quatre à un. Ainsi, lorsque l'arbre 34 entrée exécute quatre tours, le moyeu 26 n'en effectue qutun seul. Le rapport de réduction obtenu entre le rotor 132 (figure 5) et le moyeu 26 est donc de vingt-quatre à uu. Ce rapport relativement important résulte du fait qutil existe une réduction de six à un entre le rotor 132 et l'arbre 34 d'entrée, et une réduct-ion de quatre à un entre cet arbre 34 et le moyeu 26. Il est évident que le rotor 132, le stator 130 et le transmission 32 peuvent être dimensionnés de manière à présenter des rapports de réduction différents de ceux indiqués ci-dessus uniquement à titre d'exemple. Il est évident que dans certaines conditions, il est souhaitable de désolidariser le moteur 16 de la roue 12, de manière que cette dernière puisse tourner librement, par exemple lorsque le véhicule est remorqué. A cet effet, l'arbre 34 d'entrée peut entre déplacé axialement vers lrextérieur,de sa position d'enclenchement dans laquelle il est représenté sur la figure 3 à sa position de dégagement dans laquelle il est représenté sur la figure 6. Ce mouvement vers de l'arbre 34 provoque le dégagement entre les cannelures 152 du manchon 40 et les cannelures 154 de l'élément 34 d'entrée. Une butée circulaire 160 est déplacée axialement vers l'extérieur par rapport à la fusée 24 de manière à libérer arbre 34 d'entrée pour qu'il puisse être déplacé axia lement vers ltextérieur. A A cet effet, un anneau élastique 164 est dégagé d'une gorge annulaire 166 de la fusée 24 (figure 3) et il est logé dans une seconde gorge 168 de manière à retenir ia butée 160,dans la position dans laquelle elle est représentée sur ia figure 6, Un ressort 172 peut alors déplacer arbre d'entrée vers ttextérieur et le faire porter contre la butée 160 ainsi placée. Il en résulte le dégagement entre les cannelures internes du moyeu 40 et les cannelures externes 154 de l'arbre d'entrée. Par conséquent, lorsque l'arbre oscillant 38 tourne, le manchon 40 ne transmet pas cette rotation à l'élément 34 d'entrée. De plus, si le véhicule est remorqué, la rotation de la roue 12 et du moyeu 26 ntest pas transmise au manchon 40 et à l'arbre oscillant 38, de sorte que cette roue 12 peut tourner librement par rapport à la fusée 24. Dans la forme de réalisation représentée sur les figures 1 à 6, le moteur 16 est désolidarisé de la roue 12 par dépiacement axial de la butée160 vers l'extérieur. Dans certaines applications du dispositif 10 de commande, par exemple dans son utilisation avec des treuils, ou pour la commande de quatre roues ou d'une roue unique, il peut entre avantageux de désolidariser rapidement le moteur 16 de la transmission 32 sans dégager l'anneau élastique 164pour libérer la butée 160.A cet effet, la figure 7 représente une forme de réalisation du dispositif selon l'invention dans laquelle Stélément d'entrée peut dtre déplacé axialement sous la pression du fluide de commande du dispositif, d'une position de dégagement vers une position d'enclenchement dans laquelle cet élément d'entrée applique la force de commande d'un moteur hydraulique à une transmission à engrenage. La forme de réalisation représentée sur la figure 7 étant approximativement analogue à celle représentée sur les figures 1 à 6, les mimes références numériques désignent les mimes pièces dans les deux cas, ces références étant suivies de la lettre a sur la figure 7. Le dispositif représenté sur la figure 7 présente une chambre 180 de pression réalisée dans ltextrémité axiale extérieure de la fusée 24 essieu. Cette chambre 180 communique par un conduit 182 avec un distributeur convenable de commande (non représenté) . Lorsque le moyeu de la roue (non représenté) doit entre entraîné, un fluide sous pression est dirigé par le distributeur vers le conduit 182 et la chambre 180.Ce fluide est appliqué contre un piston 186 de manière à déplacer axialement vers la gauche (dans l'orientation de la figure 7) un arbre 34a d'entrée. Ce dernier comporte des can natures externes axiales 154a qui sont ainsi amenées en prise avec des dents ou cannelures internes 152a d'un manchon 40a.Ce dernier est ainsi accouplé à une transmission 32a à engrenage, comme décrit ci-dessus pour la forme de réalisation représentée sur les figures l à 6 et comme représenté sur la figure 3. Lorsque le moteur hydraulique doit entre désolidarisé du manchon 40a, la chambre 180 est mise à l'échappement par ltinter.nédiaire du conduit 182, de manière qu'un ressort 172a de rappel puisse- déplacer arbre 34a d'entrée axialement vers l'extérieur, à la position de dégagement dans laquelle il est représenté sur laRigure 7. La force du moteur hydraulique ne peut alors entre appliquée à la transmission 32a. Il ressort de la description précédente que le dispositif 10 de commande selon l'invention est relativement peu volumineux et peut entre mis en oeuvre dans de nombreux environnements différentes avec un rapport de réduction relativement important. Les faibles dimensions du dispositif 10 résultent de la réalisation d'une seule pièce du boftier 18 et de la fusée 24, du montage de la transmission 32 entre les extrémités intérieure et extérieure de la fusée, et de l'en- clenchement du manchon 40 avec l'extrémité extérieure de l'ar- bre oscillant 38.Lorsqutun liquide sous haute pression met en marche le moteur hydraulique 16, le rotor 132 tourne par rapport au stator 130et cette rotation est transmise à l'arbre oscillant 38 qui lui-même fait tourner l'arbre cannelé 34 d'entrée relié au planétaire 48. Ce dernier est disposé dans ia fusée 24 entre les deux paliers 28 et 30. Lorsqu'il tourne, les pignons fous 54, 56 et 58, qui passent dans des ou vertures de la paroi de la fusée 24 et qui engrènent avec le planétaire 48, sont également mis en rotation de manière à faire tourner la couronne dentée 72 fixée au moyeu 26 Bien que le dispositif de commande selon l'invention ait été déerit dans son application à une roue de véhicule, il est évident qu'il convient à de nombreuses autres applications différentes.Par exemple, il peut Qtre utilisé pour faire tourner le tambour d'un treuil plut, qutune roue de véhicule0 Dans ce cas, le moteur hydraulique 16 peut titre fixé au bti ou au chassies du treuil de manière que la fusée 24 soit coaxiale au tambour de ce dernier. La transmission 32 à engrenage transmet alors la force de l'arbre 34 d'entrée au moyeu 26 relié au tambour du treuil. Bien que la fusée 24 ait été décrite comme étant coaxiale à un tambour de treuil, il est évident que le moyed 26 peut présenter une denture externe et faire simpiement sertie d'un train d'engrenage accouplé a un élément de commande, tel que le tambour d'un treuil ou une roide de vé- hicule. Il va de soi que de nombreuses modifications peu- vent être apportées au dispositif décrit et représenté sans sortir du cadre de ltinvention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande de la rotation d'un élément; de pnrtip sir lXn bey;, e3ractérise en ce qu'il comporte une fusée destinée à etre reliée au bti, un moyeu destiné à entre relié à l'élément de sortie, un premier palier relié à des parties intérieures de la fusée et du moyeu, un second palier relié à des parties extérieures de la fusée et du moyeu, un élément d'entrée, un moteur destiné à faire tourner cet élément d'entrée, et un engrenage disposé entre les premier et second paliers et relié à l'élément d'entrée et at moyeu de manière à faire tourner ce dernier à une vitesee différente de celle à laquelle tourne l'élément d'entrée. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fusée présente plusieurs ouvertures situées entre ses parties intérieure et extérieure, l'engrenage comprenant une roue dentée centrale reliée à l'élément d'entrée et disposée dans la fusée, une couronne dentée reliée au moyeu, et plusieurs pignons fous engrenant avec la couronne dentée et disposés chacun dans lune desdites ouvertures de la fusée afin d'engrener avec la roue dentée centrale0 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur comprend un rotor relié à i'élément d'entrée et un bottier qui renferme au moins partiellement le rotor et qui est réalisé d'une seule pièce avec la fusée. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur comprend un stator à denture interne, un rotor à denture externe, et des organes au moyen desquels le rotor exécute un mouvement orbital et un mouvement de rotation par rapport au stator, une biellette d'entratnement présentant une première extrémité reliée au rotor et suivant le mouvement orbital et de rotation de ce dernier par rapport au statorj un organe de liaison étant relié à la seconde extrémité de la biellette pour ne transmettre que le mouvement de rotation de cette dernière à l'élément d'entrée. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ee que le moteur comporte un bottier qui renferme le rotor et le stator et qui porte par une surface contre le b & ti, les première et seconde extrémités de la biellette étant disposées de part et d'autre d'un plan contenant ladite surface. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérise en ce que l'élément d'entrée, disposé dans la fusée, est mobile axialement par rapport à cette dernière entre une po position d'enclenchement dans laquelle il est solidarisé avec l'en- grenage, et une position de dégagement dans laquelle il est désolidarisé de 11 engrenage, un organe retenant ltélément d'entrée dans sa position d'enclenchement. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'organe retenant l'élément d'entrée dans sa position d'enclenchement comprend un anneaiélastique mobile d'une première position vers une seconde position à l'intérieur de la fusée, de manière à provoquer le déplacement de l'élé- ment d'entrée de sa position d'enclenchement vers sa position de dégagement. 8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qué organe de retenue de ltélément d'entrée en position d'enclenchement présente une surface qui délimite une chambre reliée à une source de fluide sous pression. 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ltengrenage comprend un premier pignon relié au moyeu, un second pignon monté dans la fusée et relié à ltélément d'entrée, et des organes transmettant la force dtentrat- nement du premier pignon au second pignon afin de provoquer une rotation du moyeu lorsque ltélément d'entrée tourne. 10. Dispositif de commande de la rotation d'un élément de sortie par rapport à un bdti, caractérisé en ce qu'il comporte un moteur comprenant un bottier destiné à entre fixé au b2tis une fusée réalisée d'une seule pièce avec le boîtier du moteur et dépassant axialement vers l'extérieur de ce bot- tier, un moyeu qui tourne sur la fusée et qui est destiné à entre relié à ltélément de sortie, un élément rotatif entrée relié au moteur et pénétrant au moins partiellement dans la fusée, le moteur comprenant un organe destiné à faire tourner l'élément entrée, et un engrenage qui transmet des forces d'entraînement de ltélnm^nt d'entrée au moyeu. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la fusée présente une surface interne qui délimite au moins partiellement une chambre longitudinale dans laquelle l'élément d'entrée pénètre au moins partiellement, ltengrenage comprenant un premier pignon relié à ltélément d'entrée et disposé au moins partiellement dans la chambre, liélément d'entrée et le premier pignon tournant sur un axe qui coïncide avec l'axe de la fusée, un deuxième pignon étant fixé au moyeu, et un troisième pignon engrenant avec les premier et deuxième pignons0 12.Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce qutil comporte un palier intérieur monté sur la fusée, dans l'axe et à l'extérieur du boftier du moteur, de manière à supporter le moyeu et à lui permettre de tourner autour de la fusée, un palier extérieur étant monté sur ladite fusée,dans l'axe et à itextérieur du premier palier, de manière à supporter également le moyeu et à lui permettre de tourner autour de la fusée. 13, Dispositif de commande de la rotation d'un élément de sortie par rapport à un bats, caractérisé en ce qutil comporte une fuséeAestinée à titre reliée au bati et présentant une surface qui délimite au moins partiellement une chambre centrale longitudinale, un moyeu qui tourne sur la fusée et qui est destiné à entre relié à l'élément de sortie, un élément rotatif d'entrée disposé au moins partiellement dans ladite chambre centrale, un rotor destiné à faire tourner cet élément d'entrée, et un engrenage qui transmet des forces dtentratnement de l'élément d'entrée au moyeu de manière que la rotation de l'élément d'entrée soit transmise à ce moyeu, lten- grenage comprenant un premier pignon disposé au moins partiellement dans ladite chambre centrale et relié à l'élément dten- trée, un deuxième pignon fixé au moyeu et un troisième pignon engrehant avec les premier et deuxième pignons. 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que la fusée comprend une paroi longitudinale dont la surface présente une ouverture par laquelle le deuxième pignon entre en prise avec le premier pignon. 15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que le troisième pignon tourne sur un support, autour d'un axe parallèle à itaxe longitudinal de la fusée, le support et le troisième pignon étant disposés entre des plans parallèies entre eux, perpendiculaires à ltaxe longitudinal de la fusée et passant par les extrémités opposées de cette fusée. 16. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que ltélément d'entrée est mobile axialement sur un support dans ladite chambre centrale, entre une première position dans laquelleket élément d'entrée fait tourner le premier pignon sous la commande du moteur et une seconde position dans laquelle ledit élément d'entrée ne peut faire tour ner le premier pignon lorsque le moteur est mis en marche. 17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comporte un organe destiné à déplacer ltélé- ment d'entrée entre ses deux positions.