Brevet FR2922618A3 — publié le 20090424

FR 2922618 A3 20090424 FR 0758513 A 20071023 L'invention concerne un dispositif réducteur, destiné à être placé entre un moteur et une roue de véhicule. Le dispositif selon l'invention s'applique en particulier aux moteurs roues, c'est-à-dire à une installation comprenant un moteur électrique en liaison directe avec l'une ou avec chacune des roues d'un véhicule. Par liaison directe, il faut comprendre qu'il n'y a pas de système mécanique tel qu'un système démultiplicateur entre le moteur et l'une ou chacune des roue(s), autre qu'une liaison rigide permettant de former un ensemble moteur-roues qui est homocinétique. De manière générale, on connaît des dispositifs réducteurs consistant en une cascade de pignons (système démultiplicateur). Une telle solution est cependant encombrante. Or, dans le cas d'un moteur-roue, le moteur électrique tourne typiquement dix fois plus vite que la roue, ce qui nécessite un taux de réduction d'1/10, ce qui rendrait l'usage d'une cascade de pignons très encombrante (nombreux pignons nécessaires). On connaît également des dispositifs réducteurs consistant en un réducteur épicycloïdal, dont le planétaire et les satellites sont dentés. Ce type de dispositif est, pour un taux de réduction souhaité, moins encombrant que la solution basée sur lune cascade de pignons. Cependant, cette solution est plus coûteuse qu'une cascade de pignons. En particulier, dans le cas d'une application aux moteurs-roues d'un véhicule, le taux de réduction qu'il faut atteindre imposerait le montage d'au moins deux de ces réducteurs épicycloïdaux en série, ce qui augmente les coûts et ne s'avère au final pas optimal en termes d'encombrement. En effet, dans cette application, le moteur tournant typiquement dix fois plus vite que la roue (taux de réduction d'1/10), un seul réducteur épicycloïdal de ce type ne suffit pas. On connaît par ailleurs des réducteurs épicycloïdaux améliorés, présentant notamment des taux de réduction élevés, à savoir d'au moins 1/10. C'est le cas par exemple des solutions présentées dans les documents WO 02/064997 et WO 2005/071289, dans lesquels un planétaire, en forme de cylindre lisse, entraine par friction des satellites, qui présentent également une forme de cylindre lisse. Les solutions proposées dans ces documents présentent toutefois plusieurs inconvénients. En effet, la précharge des différentes pièces du dispositif est obtenue par déformation de la couronne, ce qui exige un procédé de fabrication soigné et compliqué, pour maîtriser cette précharge. De plus, la précharge est définie au montage et ne peut pas être adaptée en fonctionnement. Or, typiquement, le couple passant dans la transmission d'un véhicule varie de 0 à Cmax, et les variations de température dépassent les 100°C. Un objectif de l'invention est donc de proposer un dispositif réducteur, de type réducteur épicycloïdal, présentant un taux de réduction élevé et permettant également de pallier les inconvénients exposés ci-dessus. Pour atteindre cet objectif, il est prévu un dispositif réducteur, destiné à être placé entre un moteur et une roue de véhicule, comprenant un planétaire, plusieurs satellites disposés autour du planétaire, et une couronne dont la surface intérieure constitue une piste de roulement pour les satellites, caractérisé en ce que le planétaire présente une forme de cône, de sorte que l'application d'un effort axial sur le planétaire engendre un effort normal à la surface extérieure dudit planétaire générant une pression sur un fluide de traction apte à transmettre des efforts d'entraînement entre le planétaire et les satellites d'une part et entre les satellites et la couronne d'autre part. Le dispositif pourra comprendre au moins l'une des caractéristiques suivantes : - les satellites sont coniques ; - les satellites sont cylindriques ; - il comprend trois satellites ; - le planétaire et les satellites présentent une surface extérieure lisse, la couronne présentant une surface intérieure également lisse ; - il comprend un système d'asservissement de la pression appliquée au fluide de traction ; -l'asservissement est effectué en agissant sur la force appliquée sur l'axe du planétaire, en prenant en compte l'une au moins des caractéristiques suivantes : couple transmis au planétaire, température du fluide de traction ; - il comprend un système passif, par exemple un vérin hydraulique, un ressort ou tout autre moyen équivalent, pour maintenir le fluide de traction au-dessus d'un niveau de pression minimal, quelles que soient les conditions de fonctionnement du dispositif. Il est également prévu une installation comprenant un moteur électrique en liaison directe avec au moins une roue de véhicule, caractérisé en ce qu'elle comprend, entre le moteur électrique et ladite au moins une roue, un dispositif réducteur conforme à l'invention. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : - Les figures la, lb et 1c représentent respectivement des vues en perspective avant et arrière et une vue de côté d'une forme de réalisation du dispositif de l'invention ; - la figure 2 est un schéma cinématique partiel du dispositif illustré sur les figures la à 1c ; - la figure 3 est un schéma cinématique partiel du dispositif selon une variante de réalisation. Le dispositif 10, destiné à être placé entre un moteur et une roue de véhicule, présente les éléments constituant un réducteur épicycloïdal, à savoir un planétaire 1, plusieurs satellites 2 disposés autour du planétaire 1, un planétaire extérieur ou couronne 3 servant à contenir les satellites 2, ainsi qu'un porte-satellite 4. (figures la, lb et 1c). La surface intérieure 31 de la couronne 3 constitue une piste de roulement pour les satellites 3. Le planétaire 1 est monté par une liaison pivot glissant 12 par rapport au bâti. Les satellites 2 sont montés par une liaison pivot 22 sur le porte-satellite 4, lui-même monté par une liaison pivot 41 par rapport au bâti. Les liaisons 12 et 41 présentent une fonction pivot autour d'un axe commun, c'est-à-dire que les axes de rotation du planétaire et du porte-satellite 4 sont alignés (figures 2, 3). Le dispositif 10 comprend également un fluide de traction. Par fluide de traction, il faut comprendre un fluide présentant une viscosité permettant de transmettre des efforts d'entraînement entre le planétaire 1 et les satellites 2, lorsque le planétaire est mis en rotation autour de son axe. Un tel fluide de traction présente la caractéristique de devenir visqueux, voire quasi solide, lorsqu'il est soumis à de très fortes pressions. Ainsi, plus la pression du fluide de traction est importante, plus les efforts d'entraînement entre le planétaire 1 et les satellites 2 d'une part et entre les satellites 2 et la couronne 3 d'autre part sont importants. A contrario, si la pression du fluide de traction baisse, plus sa viscosité diminue et plus les efforts d'entraînement générés par ce fluide entre le planétaire 1 et les satellites 2 d'une part et entre les satellites 2 et la couronne 3 d'autre part diminuent. Pour assurer une mise sous pression adéquate du fluide de traction, c'est-à-dire assurer des efforts d'entraînement suffisants entre le planétaire 1 et les satellites 2 et entre les satellites et la couronne 3, le planétaire présente une forme de cône (figures 1c, 2 et 3). Ainsi, l'application d'un effort axial Faxial sur le planétaire 1 (figures 2, 3) engendre un effort normal FN à la surface extérieure 11 du planétaire 1, en raison de la présence des satellites 2 (figure 2), cet effort normal permettant la mise sous pression du fluide de traction. La relation entre l'effort appliqué sur l'axe du planétaire 1 et la pression du fluide de traction dépend de la forme exacte du cône/planétaire 1, mais aussi du couple appliqué sur l'axe du planétaire, et de la température du fluide de traction. La forme exacte du cône/planétaire 1 est figée à la construction. Une fois la forme exacte du cône choisie, il est possible d'effectuer des tests pour connaître la pression du fluide de traction, en fonction des autres paramètres (couple transmis au planétaire, température du fluide de traction, force appliquée au planétaire). En fonctionnement, il est de ce fait possible d'asservir le niveau de pression du fluide de traction, en fonction de l'effort axial appliqué sur le planétaire 1. Le dispositif 10 peut donc comprendre un système actif d'asservissement 100 de la pression appliquée au fluide de traction par le contrôle de la force axiale appliquée au planétaire, en fonction de l'une au moins des caractéristiques de couple transmis au planétaire, ou de température du fluide de traction. Alternativement, le dispositif 10 peut mettre en oeuvre un système passif, par exemple un vérin hydraulique, un ressort ou tout autre moyen équivalent, pour maintenir le fluide de traction au-dessus d'un niveau de pression minimal, permettant d'assurer un fonctionnement normal du fluide de traction quelles que soient les conditions de fonctionnement du dispositif (couple transmis au planétaire, température du fluide de traction). Les satellites 2 peuvent être coniques ou cylindriques. Ils présentent dans ce cas des surfaces extérieures lisses. L'emploi de satellites coniques permet de fournir un excellent rendement, mais est une solution plus encombrante que la solution consistant à employer des satellites cylindriques. Au contraire, l'emploi de satellites cylindriques diminue le rendement par rapport à la solution s'appuyant sur les satellites coniques, mais offre un encombrement moindre. Le rendement reste cependant bien suffisant pour obtenir le taux de réduction souhaité. Le cône/planétaire 1 présente également une surface extérieure 11 lisse, tout comme la couronne 3 qui sert de piste de roulement pour les satellites 2. Le dispositif pourra comprendre, de manière non restrictive, trois satellites 2 disposés autour du planétaire 1. Une telle architecture présente l'avantage de mieux répartir les efforts. Une mise en oeuvre de l'invention comprendra une installation comprenant un moteur électrique en liaison directe avec au moins une roue de véhicule et un dispositif réducteur tel que présenté ci-dessus, disposé entre le moteur électrique et ladite au moins une roue. L'invention présente de nombreux avantages. Le dispositif ne requiert pas une précharge effectuée avec précision. En effet, le contrôle de la charge entre les différents éléments du réducteur épicycloïdal est effectué par le contrôle de la pression du fluide de traction, et donc de l'effort appliqué sur l'axe du planétaire 1. Le dispositif n'est pas non plus figé après fabrication et offre des possibilités de réglage. En effet, l'emploi d'un système d'asservissement 100 de la pression appliquée au fluide de traction, permet un réglage pendant tout la durée de vie du dispositif. De manière analogue, dans le cas de l'emploi d'un système passif, on peut prévoir une possibilité de réglage (par exemple possibilité de réglage de la force appliquée par un vérin, changement d'un ressort par un autre ressort de constant appropriée). Bien entendu, une telle solution reste moins souple. REVENDICATIONS 1. Dispositif réducteur, destiné à être placé entre un moteur et une roue de véhicule, comprenant un planétaire (1), plusieurs satellites (2) disposés autour du planétaire, et une couronne (3) dont la surface intérieure (31) constitue une piste de roulement pour les satellites (3), caractérisé en ce que le planétaire (1) présente une forme de cône, de sorte que l'application d'un effort axial sur le planétaire (1) engendre un effort normal à la surface extérieure (11) dudit planétaire générant une pression sur un fluide de traction apte à transmettre des efforts d'entraînement entre le planétaire (1) et les satellites (2) d'une part et entre les satellites (2) et la couronne (3) d'autre part. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les satellites (2) sont coniques. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les satellites (2) sont cylindriques. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend trois satellites (2). 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le planétaire (1) et les satellites (2) présentent une surface extérieure lisse, la couronne présentant une surface intérieure (31) également lisse. 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un système d'asservissement (100) de la pression appliquée au fluide de traction. 30 7. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'asservissement est effectué en agissant sur la force appliquée sur l'axe du planétaire (1), en prenant en compte l'une au moins des caractéristiques suivantes : couple transmis au planétaire, température du fluide de traction. 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un système passif, par exemple un vérin hydraulique, un ressort ou tout autre moyen équivalent, pour maintenir le fluide de traction au-dessus d'un niveau de pression minimal, quelles que soient les conditions de fonctionnement du dispositif. 9. Installation comprenant un moteur électrique en liaison directe avec au moins une roue de véhicule, caractérisé en ce qu'elle comprend, entre le moteur électrique et ladite au moins une roue, un dispositif réducteur selon l'une des revendications précédentes.20