Brevet FR2782678A1 — publié le 20000303

VEHICULE AUTOMOTEUR A PLANCHER SURBAISSE EQUIPE DE MOTEURS DISCOIDAUX SOUS LE PLANCHER DESCRIPTION Domaine de l'invention L'invention se rapporte aux transports en commun, tels que les transports urbains, et en particulier les transports qui utilisent des véhicules à plancher surbaissé. On précise également que sont concernés à la fois les transports ferroviaires et les transports routiers. Art antérieur et problème posé Dans les transports urbains, tels que les métropolitains, les trains de banlieue, les tramways, ou trolleybus, plusieurs types de voiture sont utilisés. En effet, il est connu, comme dans les trains traditionnels, de concevoir une voiture dont la cabine est placée entièrement au-dessus des essieux de roues. En d'autres termes, dans ce cas, le plancher de la voiture est au-dessus du sommet des roues. Ce type de véhicule nécessite l'aménagement de quais relativement hauts, c'est-à-dire d'au moins un mètre de hauteur, pour faciliter l'embarquement et le débarquement des voyageurs, notamment des personnes à mobilité réduite. De plus, ce type de voiture se voit ainsi doté d'une capacité de transport réduite. En effet, le volume éventuellement libre entre les essieux, en dessous du plancher de la voiture est en grand partie inoccupé. D'autre part, il existe différents types de voiture pour lesquels le volume se trouvant entre les essieux est utilisé en grande partie pour le transport des voyageurs. Dans la configuration de ce type de voiture, le plancher est surbaissé, c'est-à-dire qu'il se trouve plus près du sol, au niveau de la partie inférieure des roues des essieux. Par contre, au niveau des essieux et en particulier au niveau des roues, le plancher n'est pas surbaissé. Dans ce deuxième type de voiture, il est fréquent de rencontrer des voitures à deux étages de voyageurs, l'accès à ces voitures s'effectuant à mi- hauteur au-dessus des essieux. Ceci permet de garder l'essieu en un seul bloc compact, permettant, entre autre, de ménager un volume nécessaire au moteur de traction entre les roues. Or, il existe également des véhicules automoteurs à plancher surbaissé, pour lesquels le plancher se trouve également surbaissé entre les deux roues d'un même essieu. Ceci nécessite que les deux roues de ce même essieu ne soient plus jumelées par le même arbre. Ceci oblige également à localiser les moteurs de traction auprès de chaque roue, le volume y étant grandement diminué. Néanmoins, on connait des ensembles moteur-roue dans lesquels le moteur est logé à l'intérieur de la jante de la roue. Toutefois, ce type de solution ne permet pas d'utiliser des moteurs électriques à attaque directe de grande puissance. Le but de la présente invention est donc d'envisager une solution de traction électrique de grande puissance pour des véhicules automoteurs à plancher surbaissé, même entre les deux roues d'un même essieu. Résumé de l'invention A cet effet, l'objet principal de l'invention est un véhicule automoteur à plancher surbaissé comprenant au moins deux roues motrices à axe horizontal, placées latéralement au plancher qui se trouve lui-même placé entre ces deux roues. Selon l'invention on utilise au moins un moteur de traction du type discoïdal asynchrone de grand diamètre, placé en dessous du plancher d'une partie centrale surbaissée, à axe de rotation vertical, pour entraîner les deux roues motrices par l'intermédiaire de moyens intermédiaires de transmission pour chaque roue. Dans la réalisation préférentielle de l'invention, il est avantageux de prévoir un moteur pour chaque roue. Le renvoi d'angle comprend de préférence: - une roue dentée de sortie à denture conique solidaire de l'arbre de sortie du moteur; - un arbre de renvoi placé horizontalement comprenant lui-même * un pignon d'entrée à denture conique à une première extrémité, engrenant avec la roue de sortie du moteur à denture conique, * un pignon de sortie à une deuxième extrémité, engrenant avec une roue dentée; - un arbre intermédiaire de transmission horizontal comprenant la roue dentée; - un réducteur entraîné par l'arbre intermédiaire de transmission. Il est avantageux de prévoir que chaque moteur ait son arbre de sortie débouchant au-dessus de lui, c'est-à-dire entre le moteur lui-même et la partie centrale surbaissée du plancher du véhicule. Liste des figures L'invention et ses différentes caractéristiques techniques seront mieux comprises à la lecture de la description détaillée d'une réalisation de l'invention qui est accompagnée de deux figures représentant respectivement: - figure 1, en coupe transversale, un essieu du véhicule selon une première réalisation de l'invention; - figure 2, en vue de dessus, le même essieu du véhicule selon l'invention décrit à la figure 1; et - figure 3, en vue de dessus, un essieu du véhicule selon une deuxième réalisation de l'invention. Description détaillée de deux réalisations de l'invention La figure 1 montre donc en coupe un essieu d'un véhicule à plancher surbaissé, équipé de roues 20 montées sur pneus. On peut penser qu'un tel essieu peut être appliqué à des véhicules automoteurs utilisés dans les métropolitains et les trolleybus. On constate sur cette figure que le plancher est surbaissé dans sa partie centrale 2, c'est-à-dire entre les deux roues 20, alors qu'il est placé au- dessus de chacune de ces roues 20 dans ses deux parties latérales 3. On constate qu'il subsiste un espace aménageable entre le sol 1 et la partie centrale surbaissée 2 du plancher. Il a donc été prévu d'y loger d'un moteur discoïdal 10 placé horizontalement, c'est- à-dire avec son axe de rotation 18 placé verticalement. Concernant ce type de moteur, on précise qu'il est avantageux que celuici ait un grand diamètre, environ 1 mètre. On précise également qu'on utilise des moteurs discoïdaux asynchrones. A ce sujet, la figure 2 donne une idée de la dimension du (ou de ces) moteur(s). En effet, sur cette figure 2, deux moteurs 10 sont représentés en vue de dessus par leur forme ronde. La transmission de la force de traction fournie par les moteurs 10 est effectué par des moyens intermédiaires de transmission constitués d'un système d'arbres de transmission parallèles. Plus précisément, ce système comprend principalement deux arbres, dont un arbre de renvoi horizontal 13 pour transmettre le mouvement de rotation fourni par un moteur 10 au moyen d'une roue dentée de sortie à denture conique 11 éventuellement spiroïdale. Cette dernière a donc son axe de rotation placé verticalement et s'engrène avec un premier pignon d'entrée 14, qui est également à denture conique éventuellement spiroïdale et qui est placé à la première extrémité 13A de l'arbre de renvoi 13. A la deuxième extrémité 13B de cet arbre de renvoi 13 se trouve un pignon de sortie 15, éventuellement à denture spiroidale, s'engrenant à une roue dentée 19, fixé sur un arbre intermédiaire de transmission 16. Ce dernier entraine un réducteur 16 placé à l'intérieur même de la jante 5 de la roue 20. Ceci n'est qu'un exemple de réalisation de la transmission de la force de traction fournie par les moteurs 10 aux roues 20. On pourrait également envisager d'autres systèmes de transmission, dès l'instant que les moteurs sont discoïdaux et placés en dessous de la partie surbaissée 2 du plancher du véhicule automoteur. Les roues 20 ont été représentées avec une jante 5 et un pneumatique 4. Bien entendu, ce type de transmission s'applique également aux véhicules automoteurs montés sur rails. La figure 2 montre les deux moteurs discoLdaux , placés entre les roues 20. Ils peuvent être intégrés dans une structure de support 30 jouant le rôle d'un essieu. Dans ce cas, cette structure de support 30 est liée au châssis 31 du véhicule par deux suspensions à lames 32 et deux amortisseurs 33. L'ensemble se complète d'un actionneur de frein 34 pour chaque roue 20, solidaire de la structure de support 30. On note que les deux moteurs 10 peuvent être décalés le long de l'axe longitudinal du véhicule pour permettre un entraînement désaxé de chaque réducteur 6 pour l'arbre intermédiaire de transmission 16. En référence à la figure 3, on peut prévoir que les deux roues 20 soient indépendantes au niveau de leur suspension. Dans ce cas, chaque moteur 10 est monté sur un arbre de pivotement 35, monté lui-même pivotant autour d'un axe parallèle à l'axe longitudinal du véhicule. On note que le système de transmission permet également de procéder à une réduction notable de la vitesse de rotation des roues 20 par rapport à celle de la roue dentée de sortie 11 de chaque moteur 10. Les rapports de réduction de vitesse, d'une part entre l'arbre de renvoi et l'arbre intermédiaire de transmission et, d'autre part, du réducteur sont, de préférence, compris entre 2 et 4. Avantages de l'invention Les moteurs discoïdaux utilisés permettent, par leur structure plate et leur grand diamètre, d'être logés dans un volume ou un compartiment plat et large, placé sous la partie surbaissée 2 du plancher du véhicule automoteur. Le grand diamètre du rotor de chaque moteur permet de diminuer la force exercée sur lui, à couple constant, et permet donc ainsi de réduire le flux et le courant électrique appelé, notamment au démarrage. L'emploi de deux moteurs discoïdaux indépendants, tel que représenté sur la figure 2, permet de coupler ces deux moteurs en appliquant un système de commande mettant en oeuvre un différentiel électrotechnique, dans lequel une partie des éléments des stators des moteurs sont montés en série, tandis que l'autre partie des stators sont montés en parallèle. L'utilisation de différentes roues dentées et pignons permet de procéder à une réduction de vitesse entre le moteur et la roue. Cette réduction permet entre autre de réduire également les parties électromagnétiques du moteur. De manière générale, les moteurs discoïdaux sont auto-refroidis par air. Dans ce cas, cet air peut être recyclé soit dans l'atmosphère en été, soit dans le véhicule automoteur pour chauffer l'intérieur de celui-ci en hiver. REVENDICATIONS 1. Véhicule automoteur à plancher surbaissé, comprenant: - au moins deux roues motrices (20) à axe de rotation horizontal, placées latéralement au plancher dont une partie centrale surbaissée (2) se trouve entre ces deux roues (20); - au moins un moteur de traction (10) du type discoidal, asynchrone, de grand diamètre, placé en dessous de la partie centrale surbaissée (2) du plancher avec un axe de rotation (18) vertical, pour entraîner les deux roues (20) par l'intermédiaire de moyens intermédiaires de transmission pour chaque roue (20). 2. Véhicule automoteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un moteur (10) pour chaque roue (20). 3. Véhicule automoteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque renvoi d'angle comprend: - une roue dentée de sortie à denture conique (11) solidaire de l'arbre de sortie du moteur (10); - un arbre de renvoi (13) horizontal, comprenant: * un pignon d'entrée à denture conique (14) à une première extrémité (13A), engrenant avec la roue de sortie à denture conique (11) du moteur (10), * un pignon de sortie (15) à une deuxième extrémité (13B), engrenant avec une roue dentée (19); - un arbre intermédiaire de transmission horizontal (16) comprenant la roue dentée (19); - un réducteur (6) entraîné par l'arbre intermédiaire de transmission. 4. Véhicule automoteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque moteur (10) a son arbre de sortie débouchant au-dessus de lui, entre le moteur (10) et la partie surbaissée (2) du plancher.