Brevet FR2667374A1 — publié le 19920403

La présente invention se rapporte à un dispositif de réducteur de vitesse placé dans une roue motrice de véhicule automobile, et plus particulièrement à un dispositif de ce type comportant un réducteur épicycloidal intégré au moyen de roue. On connut des réducteurs de vitesse intégrés à une roue de véhicule, tels que par exemple un véhicule automobile propulsé par plusieurs moteurs électriques, généralement au nombre d'un par roue. Avec de tels véhicules, des problèmes d'encombrement et de poids se présentent si l'on désire intégrer un moteur électrique dans chaque roue. Aussi, a-t-on proposé de monter les moteurs électriques sur la caisse du véhicule, et de disposer un réducteur de vitesse dans la roue afin de pouvoir obtenir des tringleries de direction et de suspension de longueur suffisante et d'ainsi obtenir un braquage et un débattement satisfaisants de la roue. Toutefois, ces dispositifs réducteurs de vitesse intégrés à la roue sont volumineux et obligent à monter des organes du réducteur en porte-à-faux par rapport aux roulements. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif de transmission d'un couple d'entranement d'une roue motrice de véhicule automobile, avec un réducteur de vitesse et un roulement qui soient intégrés à la roue, et qui soient peu encombrants. De plus, l'invention a pour but de proposer un dispositif de transmission où le réducteur de vitesse n'est pas monté en porte-à-faux, et qui permette par conséquent d'obtenir un guidage et une rigidité mécanique de la roue qui sont supérieurs à ceux des dispositifs de transmission usuels. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de transmission d'un couple d'entrainement d'une roue motrice de véhicule automobile, avec un roulement et un réducteur de vitesse qui sont intégrés à la roue, et du type dans lequel le réducteur comprend des pignons satellites en prise avec une couronne dentée fixe et avec un pignon planétaire d'entraînement, le roulement comportant une bague intérieure et une bague extérieure, le dispositif étant caractérisé en ce que la couronne fixe est intégrée à la bague extérieure du roulement, les pignons satellites étant respectivement montés à rotation entre deux paliers d'un support relié à la jante et formé par la bague intérieure, de façon que le réducteur soit entièrement intégré au roulement. Le dispositif est encore caractérisé en ce que la bague interne est constituée par deux flasques fixés l'un à l'autre et comportant chacun à leur périphérie un chemin de roulement pour des éléments roulant grâce auxquels les flasques sont montés à rotation dans la bague extérieure du roulement. On précisera ici que, conformément à l'invention, une jante et un disque de freinage de la roue sont fixés à l'un desdits flasques de la bague intérieure du roulement. Le dispositif se caractérise encore en ce que le pignon planétaire est intégré à un arbre de transmission, ce dernier étant monté pivotant dans la bague intérieure par l'intermédiaire de deux paliers respectivement prévus dans l'un des flasques, de part et d'autre dudit pignon planétaire. L'invention est caractérisée en ce que chaque pignon satellite comporte deux roues dentées de diamètres différents, solidaire d'un arbre porte-satellite et respectivement en prise avec la couronne fixe et le pignon planétaire, ledit arbre porte-satellite étant monté libre en rotation, à chacune de ses extrémités, par l'intermédiaire de deux paliers respectivement prévus dans l'un des flasques précités de la bague intérieure. L'invention est encore caractérisée en ce que le roulement et le réducteur intégré constituent une cartouche cylindrique pouvant être montée telle quelle dans un porte-fusée de support de la roue. On notera encore ici que, conformément à l'invention, la cartouche cylindrique précitée comporte à sa périphérie des pattes de fixation pour le montage de la cartouche dans le porte-fusée. En outre, l'invention est caractérisée en ce que la cartouche cylindrique est étanche et comporte des moyens de précontraintes des éléments roulant et/ou des organes du réducteur. Mais d'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparatront mieux dans la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en section longitudinale du dispositif de transmission conforme à l'invention, et - la figure 2 est une vue suivant la flèche A de la figure 1 de la cartouche cylindrique du dispositif. En se reportant tout d'abord à la figure 1, on voit qu'une jante 1 d'une roue motrice R (non représentée) de véhicule automobile est montée sur un porte-fusée 2 auquel sont raccordés un élément porteur 3 et une bielle 4 du système de suspension du véhicule. Plus précisément, la jante 1 est montée à rotation sur le porte-fusée 2 par l'intermédiaire d'un roulement dont une bague extérieure 5 est fixée dans un logement 2a du porte-fusée 2, et dont une bague intérieure 6 comporte des perçages filetés 7, dans lesquels viennent se loger des vis 8 de fixation de la jante 1. Une partie centrale la de la jante 1 prend appui, en position de montage, contre un disque de freinage 9 qui est interposé entre la bague intérieure 6 et la jante 1, de façon à être solidaire de cette dernière. A cet effet, le disque de freinage 9 comporte des perçages 10 qui viennent en position de montage, au regard des perçages filetés 7 de la bague intérieure 6 afin d'être traversés par les vis de fixation 8. Des éléments roulant repérés en 18 sont interposés entre la bague intérieure 6 et la bague extérieure 5 et circulent dans des chemins de roulement 19 et 20 formés respectivement dans les bagues 5 et 6 du roulement. Suivant l'exemple illustré, le roulement comprend deux rangées d'éléments roulant 18, qui sont constituées par des billes logées dans les chemins de roulement 19 et 20, de façon à obtenir un contact oblique entre les billes 18 et les bagues 5 et 6. La jante 1 de la roue motrice R est entraînée en rotation par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesse à engrenages, désigné par la référence générale 12. Le réducteur 12 comprend suivant l'exemple illustré sur les figures 1 et 2, trois pignons satellites 13 qui sont en prise d'une part avec une couronne dentée 17 qui est fixe par rapport à la bague extérieure 5, et d'autre part avec un pignon planétaire 14. Le pignon planétaire 14 est constitué par une partie dentée d'un arbre de transmission 15 dont l'extrémité opposée à la jante 1 fait saillie du réducteur de vitesse 12 et comporte un joint homocinétique 16 pouvant être raccordé fonctionnellement à un moteur (non représenté). On comprend donc que l'arbre de transmission 15 et pignon planétaire 14 permettent d'entraîner en rotation les organes mobiles du réducteur 12, et par conséquent la jante 1. Les pignons satellites 13 sont solidaires d'arbres porte-satellites 22 qui coopèrent avec la bague intérieure 6 du roulement pour entraner la jante en rotation. Conformément à l'invention, la couronne fixe 17 du réducteur 12 est constituée par une partie dentée, intégrée à la bague extérieure 5 du roulement et usinée suivant l'exemple illustré, en saillie à l'intérieur de cette bague 5, entre les deux chemins de roulement, repérés en 19. Sur la figure 1, on voit bien que chacun des arbres porte-satellites 22, et par conséquent chacun des pignons satellites 13, est monté à rotation par ses extrémités dans des paliers 23 et 24 formés dans la bague intérieure 6, qui leur sert ainsi de support. Le guidage en rotation de chaque arbre porte-satellites 22 est effectué par des roulements à aiguilles 25 et 26 qui sont logés dans chacun des paliers 23 et 24, respectivement. Chaque pignon satellite 13 est constitué par deux roues dentées 131 et 132 de diamètres différents l'un de l'autre, afin d'obtenir un rapport de démultiplication approprié entre la vitesse d'entrée du pignon planétaire 14 et la vitesse de sortie du réducteur 12, c'est-à-dire la vitesse d'entralnement de la jante 1. La roue dentée 131 de plus grand diamètre est en prise d'engrenage avec le pignon planétaire 14, de façon à entraîner en rotation l'arbre porte-satellites 22, et par conséquent la deuxième roue dentée 132 du pignon satellite 13. Cette roue dentée 132 qui présente un diamètre inférieur à celui de la roue 131 est en prise avec la couronne fixe 17. On a ainsi formé un réducteur épicycloidal 12 qui est intégré à la bague extérieure 5 du roulement. On voit bien sur la figure 1 que la bague intérieure 6 du roulement est constituée par deux flasques 61 et 62 qui sont fixés l'un à l'autre à l'aide de vis 63. Chacun des chemins de roulements 20 est formé à la périphérie externe de l'un des flasques 61, 62, à proximité de chacune des faces externes de la bague 6. On précisera encore ici que la jante 1 de la roue R et le disque de freinage 9 sont fixés au flasque 62 de la bague 6 afin d'être solidairement entraînés en rotation. De plus, chaque flasque 61 et 62 du réducteur épicycloidal 12 comporte un épaulement en retrait, de sorte que les deux flasques 61, 62 une fois assemblés à l'aide des vis 63 et avec les deux épaulements au regard l'un de l'autre, forment une rainure centrale 64 qui s'étend suivant la périphérie externe de la bague 6. En position montée, la couronne fixe 17 fait saillie dans la rainure périphérique 64 de la bague 6 de manière à réduire l'encombrement du réducteur épicycoidal à l'intérieur de la bague extérieure 5. Chaque flasque 61, 62 comporte à sa partie centrale, des paliers 65 et 66 dans lesquels sont respectivement logés des roulements à aiguilles 31 et 32 par l'intermédiaire desquels l'arbre de transmission 15 est monté pivotant dans la bague intérieure 6. Dans leur position montée dans le réducteur 12, les paliers 65 et 66 sont disposés de part et d'autre du pignon planétaire 14, de sorte que ce dernier est monté sans porte-à-faux, ce qui améliore la tenue mécanique et la qualité de guidage en rotation de la jante 1. On comprend donc que le roulement à billes et le réducteur épicycloidal 12 intégré forment ensemble une cartouche cylindrique et compacte C, qui peut aisément être montée telle quelle dans le porte-fusée de support de la roue R. A cet effet, la cartouche cylindrique C comporte, à sa périphérie et comme on le voit bien sur la figure 2, des pattes de fixation 33, qui font saillie de la périphérie externe de la bague extérieure 5. Chaque patte de fixation 33 présente un perçage 34 dans lequel une vis de serrage (non représentée) peut être montée pour fixer la cartouche cylindrique C sur le porte-fusée 2. On a repéré en 36, 37 et 38 des joints qui sont montés dans la cartouche cylindrique C de façon que celle-ci forme un ensemble étanche. Les joints d'étanchéité 36 et 37 sont montés entre la bague extérieure 5 et la bague intérieure 6, respectivement sur la périphérie de la face externe des flasques 61 et 62. Le joint d'étanchéité 38 est quant à lui monté à la périphérie d'une ouverture centrale 67 du flasque 61, qui formée au regard du palier 65, et d'où fait saillie hors du réducteur 12 l'extrémité libre de l'arbre de transmission 15. Par ailleurs, le flasque 62 dans lequel débouche le palier 66 comporte une capsule d'obturation 70 qui est logée dans l'extrémité du palier 66 afin de fermer celui-ci de façon étanche. On notera également ici que les vis de fixation 63 font également office de moyens de précontraintes des billes 18. En effet, lors de l'assemblage de la cartouche cylindrique C, des jeux peuvent être prévus de façon appropriée entre les flasques 61 et 62, de sorte que les parties de contact oblique des chemins de roulement 19 et 20 des bagues intérieure et extérieure soient respectivement sollicitées l'une à l'encontre de l'autre. Le fonctionnement du dispositif de transmission qui vient d'être décrit est celui d'un réducteur epicycloidal dont le planétaire 14 est solidaire en rotation de l'arbre moteur 15, la roue entralnée R étant solidaire en rotation du porte satellite 6 et la couronne 17 étant fixe. On a ainsi obtenu un dispositif de transmission d'un couple d'entranement d'une roue de véhicule, dans lequel un réducteur de vitesse est entièrement intégré au roulement. Un tel dispositif est peu encombrant et permet d'obtenir un guidage précis de la jante et des éléments mobiles du réducteur. De plus, un tel dispositif peut aisément être intégré à un véhicule automobile existant, sans modification importante des organes de suspension, de direction ou de freinage. En outre, la cartouche cylindrique formée par l'ensemble roulement-réducteur est étanche et peut aisément être montée dans le porte-fusée. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré, qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. C'est ainsi que les roulements de guidage des arbres de transmission et porte-satellites peuvent être d'un type différent, en fonction des vitesses et des charges qui sont leur sont appliquées. La bague intérieure du roulement peut également être constituée de plus de deux parties ou flasques assemblés les uns aux autres, et peut aussi faire office de support pour plus de trois arbres porte-satellites. Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs eombinaisons, si celles-ci sont effectuées conformément aux revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Dispositif de transmission d'un couple d'entrainement d'une roue motrice de véhicule automobile, avec un roulement et un réducteur de vitesses qui sont intégrés à la roue, et du type dans lequel le réducteur comprend des pignons satellites en prise avec une couronne dentée fixe et avec un pignon planétaire d'entralnement, le roulement comportant une bague intérieure et une bague extérieure, caractérisé en ce que la couronne fixe (17), est intégrée à la bague extérieure (5) du roulement, les pignons satellites (13) étant respectivement montés à rotation entre deux paliers (23, 24) d'un support (6) relié à la jante (1) et formé par la bague intérieure (6) du roulement, de façon que le réducteur (12) soit entièrement intégré au roulement. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague intérieure (6) est constituée par deux flasques (61, 62) fixés l'un à l'autre et comportant chacun à leur périphérie un chemin de roulement (20), pour des éléments roulant (18) grâce auxquels les flasques (61, 62) sont montés à rotation dans la bague extérieure (5) du roulement. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une jante (1) et un disque de freinage (9) de la roue (R) sont fixés à l'un (62) desdits flasques (61, 62) de la bague intérieure (6) du roulement. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le pignon planétaire (14) est intégré à un arbre de transmission (15), ce dernier étant monté pivotant dans la bague intérieure (6) par l'intermédiaire de deux paliers (65, 66) respectivement prévus dans l'un des flasques (61, 62) précités, de part et d'autre dudit pignon planétaire (14). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque pignon satellite (13) comporte deux roues dentées (131, 132) de diamètres différents, taillée sur un arbre porte-satellites (22) et respectivement en prise avec la couronne fixe (17) et le pignon planétaire (14), ledit arbre porte-satellite étant monté libre en rotation à chacune de ses extrémités par l'intermédiaire de deux paliers (23, 24) respectivement prévus dans l'un des flasques (61, 62) précités de la bague intérieure (6). 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le roulement et le réducteur (12) qui sty trouve incorporé constituent une cartouche cylindrique (C) pouvant être montée telle quelle dans un porte-fusée (2) de support de la roue. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la cartouche cylindrique (C) précitée comporte à sa périphérie des pattes (33) de fixation pour le montage de la cartouche (C) dans le porte-fusée. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la cartouche cylindrique (C) est étanche (36, 37, 38, 70) et comporte des moyens de précontrainte (63) des éléments roulants (18) du roulement.