Brevet FR2947490A1 — publié le 20110107

� Dispositif de transmission de mouvement entre un organe moteur et une roue � La presente invention concerne, d'une façon générale, un dispositif de transmission de mouvement reliant à une roue motrice un arbre d'entraînement solidaire d'au moins un moteur, ceci pour un véhicule automobile. Plus particulièrement, la présente invention concerne un dispositif de transmission de mouvement qui puisse assurer un certain degré de liberté entre la roue menée et l'arbre d'entraînement solidaire du moteur. La présente invention trouve une application préférentielle mais non limitative quand le ou un des moteurs utilisé est un moteur électrique, notamment quand ce moteur est intégré à la roue formant ainsi un moteur-roue. Un moteur-roue, autrement appelé moteur à actionnement direct, est constitué d'un élément moteur contigu à une roue motrice, un dispositif de transmission de mouvement étant intercalé entre l'arbre de transmission de l'élément moteur et l'axe de rotation de la roue. Avantageusement, le dispositif de transmission de mouvement et, le cas échéant, une partie de l'élément moteur sont intégrés au moins partiellement dans l'intérieur de la roue. Un tel moteur à actionnement direct trouve des applications croissantes dans des véhicules automobiles à 30 propulsion électrique ou hybride. L'élément moteur d'un ensemble moteur à actionnement direct peut être regroupé en un ensemble supporté de manière élastiquement amortie par la carrosserie ou la structure du véhicule automobile. 35 L'élément moteur est alors supporté élastiquement par l'intermédiaire d'un dispositif d'absorption de vibrations par rapport à la roue. Cet élément moteur reste cependant sensiblement stationnaire par rapport à l'axe de rotation de la roue. Or comme la position de l'axe de rotation instantané de la roue varie durant son mouvement de suspension, il est souhaitable que le dispositif de transmission, disposé entre l'élément moteur et la roue motrice, présente aussi une fonction auxiliaire de compensation du changement de position de l'axe de rotation de la roue en effectuant par exemple un mouvement de flexion si nécessaire. Il en va de même pour d'autres formes de ligne de transmission de mouvement d'un véhicule automobile que celle comportant un moteur à actionnement direct et il peut être avantageux de prévoir une possibilité de mouvement, le plus souvent vertical, entre l'arbre d'entraînement solidarisé au moteur et l'axe de rotation de la roue. Il est connu, dans une ligne de transmission de mouvement standard du couple moteur à la roue, d'assurer une possibilité de déplacement relatif entre, d'une part, l'arbre moteur ou une partie reliée à celui-ci, par exemple un différentiel en bout de boîte de vitesses et, d'autre part, l'élément récepteur respectif qui est la roue motrice à mener. Dans ce cas, l'arbre moteur ou le différentiel est fixe dans la structure du véhicule et transmet le mouvement à une roue qui présente une liberté de débattement et de braquage par rapport à cette même structure. De manière connue, ceci est résolu pour une ligne de transmission standard par l'utilisation de joints homocinétiques et de cardans, ce qui n'est pas possible pour d'autres lignes de transmission par manque de place, notamment pour une ligne de transmission d'un moteur à actionnement direct. Divers autres modes de réalisation de support de moteur avec son dispositif de transmission sont connus de l'état de la technique mais aucun n'a donné entièrement satisfaction en ce qui concerne l'encombrement réduit de l'ensemble associé avec une possibilité de déplacement entre arbre de transmission et axe de la roue. Le document US-A-3 347 333 présente un dispositif de moteur électrique intégré à la roue et dont l'architecture autorise un déplacement vertical du moteur afin d'assurer une fonctionnalité de batteur. Des moyens de ressort de torsion et des moyens d'absorption de chocs permettent d'amortir les chocs transmis à ce moteur. La transmission entre moteur et roue décrite dans ce document ne permet cependant pas ce déplacement du moteur par rapport à la roue et le dispositif selon ce document fait appel à des moyens auxiliaires. Le but de la présente invention est de concevoir un dispositif de transmission, présentant un encombrement réduit, destiné à être intercalé entre un organe moteur et une roue motrice et permettant de transmettre le mouvement de rotation de l'organe à la roue tout en autorisant un mouvement relatif dans un plan parallèle à celui de la roue de l'extrémité solidaire de cet organe qui est reliée au dispositif de transmission, ceci sans que ne soient affectés le couple et la vitesse angulaire à transmettre. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de transmission d'un organe moteur à une roue, ce dispositif comprenant un premier élément de transmission relié à un arbre d'entraînement solidaire de l'organe moteur, un second élément de transmission solidaire de l'axe de rotation de la roue ainsi que des éléments intermédiaires de transmission dont au moins deux éléments sont reliés respectivement aux premier et second éléments, lesdits arbre d'entraînement et axe de rotation étant non concourants caractérisé en ce que les premier et second éléments de transmission ainsi que les éléments intermédiaires de transmission les reliant se trouvent dans un plan perpendiculaire auxdits arbre et axe en déterminant une zone de débattement déformable, au moins une partie des éléments de transmission pouvant bouger les uns par rapport aux autres dans cette zone. Selon des caractéristiques additionnelles de la présente invention : - sur le contour de la zone de débattement, des biellettes portent à chacune de leur extrémité un de ses éléments de transmission, chaque élément d'extrémité étant commun à deux biellettes consécutives, les biellettes relient deux éléments de transmission de la zone de débattement disposés à deux sommets consécutifs de celle-ci, - sa zone de débattement forme un parallélogramme, les premier et second éléments de transmission étant disposés chacun à un sommet respectif de ce parallélogramme, un des éléments intermédiaires de transmission se trouvant à chacun des autres sommets, - le parallélogramme est un losange avec un premier, un second élément ou un élément intermédiaire disposé à chacun de ses sommets, chaque élément intermédiaire étant intercalé entre les premier et second éléments, - les éléments de transmission de la zone de débattement sont sous la forme de pignons, - l'entraînement entre les divers éléments de transmission de la zone de débattement comprend un organe souple de transmission de puissance solidaire du mouvement de ces éléments, ledit organe souple de transmission formant le contour de la zone de débattement, - l'organe souple de transmission est une chaîne ou une courroie reliant entre elles au moins une partie de ces éléments, - dans le cas d'une chaîne, la zone de débattement comprend des éléments tendeurs de celle-ci, L'invention concerne également une ligne de transmission de mouvement d'au moins un moteur à au moins une roue, caractérisée en ce qu'elle comprend un tel dispositif de transmission de mouvement. Avantageusement, le moteur ou un des moteurs de la ligne de transmission est un moteur électrique. L'invention concerne enfin une unité moteur-roue, avec un moteur électrique contigu a une roue, caractérisée en ce qu'elle comprend une telle ligne de transmission. L'invention va maintenant être décrite plus en 10 détail mais de façon non limitative en regard des figures annexées, dans lesquelles : - les figures 1 à 4 sont des représentations schématiques de la zone de débattement du dispositif de transmission conformément à la présente invention, 15 chacune de ces figures illustrant une forme spécifique de déformation du dispositif. Dans ce qui va suivre, le dispositif de transmission, conformément à la présente invention, va être décrit pour un moteur-roue ou moteur à actionnement 20 direct. Il est à préciser que ceci n'est fait que dans un but illustratif et que la présente invention n'est pas limitée à une application pour un tel moteur mais peut concerner toute ligne de transmission d'au moins un 25 moteur à au moins une roue motrice. Les figures 1 à 4 montrent un dispositif de transmission 1 destiné à être intercalé entre un organe moteur et la roue à mener formant ainsi l'organe récepteur. La liaison entre ce dispositif et l'organe 30 moteur peut être réalisée par l'arbre d'entraînement du moteur lui-même ou un arbre d'entraînement relié indirectement à l'organe moteur ou un élément disposé au bout d'un tel arbre d'entraînement. Ce dispositif 1 comprend un premier élément 3 de 35 transmission relié à un arbre d'entraînement 2 solidaire de l'organe moteur, un second élément 4 de transmission solidaire de l'axe de rotation de la roue. Aux figures 1 à 4, le premier élément 3 est un pignon moteur et le second 4 un pignon récepteur. Ces deux pignons 3 et 4 peuvent être dentés extérieurement, ce qui est particulièrement bien adapté quand ils sont solidarisés par une chaîne 6, visible aux figures 1 et 2. Cette chaîne est avantageusement disposée à la périphérie d'une zone de débattement du dispositif 1 de transmission comme il sera vu par la suite. Cette chaîne illustre un organe souple de transmission de mouvement entre les pignons 3 et 4, cet organe souple pouvant aussi être sous la forme d'une courroie. L'arbre d'entraînement 2 solidaire de l'organe moteur et l'axe de rotation de la roue sont non concourants et s'étendent aux figures dans des plans horizontaux superposés. Le dispositif 1 comprend aussi des éléments intermédiaires 7a et 7b de transmission. Aux figures 1 à 4, sans que cela soit limitatif, ces éléments intermédiaires 7a et 7b sont au nombre de deux et sous forme de pignons à denture extérieure. Ces deux éléments intermédiaires 7a et 7b sont reliés respectivement aux premier 3 et second 4 éléments et sont contenus dans un plan de travail du dispositif 1 de transmission perpendiculaire à l'arbre de transmission et à l'axe de rotation de la roue. Ce plan de travail contient la zone de débattement du dispositif de transmission, cette zone étant délimitée par ces éléments et pouvant être déformable lors du mouvement d'au moins une partie de ces éléments les un par rapport aux autres. La liaison se fait avantageusement par l'utilisation de biellettes 8a, 8b, 9a, 9b. La liaison entre l'élément intermédiaire 7a et le second élément 4 est réalisée par la biellette 8a tandis que sa liaison avec le premier élément 3 est réalisée par la biellette 9a. La liaison entre l'élément intermédiaire 7b et le premier élément 3 est réalisée par la biellette 8b tandis que sa liaison avec le second élément 4 est réalisée par la biellette 9b. La liaison par biellettes 8a, 8b, 9a et 9b garantit le maintien en solidarisation des éléments de transmission 3, 4, 7a et 7b tout en permettant au dispositif 1 de transmission une possibilité de déformation dans le plan de sa zone de débattement. Ainsi, le dispositif 1 de transmission, conformément à la présente invention, est caractérisé en ce que les premier 3 et second 4 éléments de transmission ainsi que les éléments intermédiaires 7a, 7b de transmission les reliant se trouvent dans un plan perpendiculaire auxdits arbre 2 et axe en déterminant la zone de débattement déformable, au moins une partie des éléments de transmission 3, 4, 7a, 7b pouvant bouger les uns par rapport aux autres dans cette zone. Des diverses exemples de déformation de la zone de 20 débattement du dispositif 1 selon la présente invention sont montrés aux figures 1 à 4. Sur ces figures, c'est essentiellement le premier élément 3 de transmission étant l'élément moteur qui est soumis à une translation dans le plan de la zone de 25 débattement du dispositif 1 de transmission. Par rapport à l'organe récepteur formé par la roue, un déplacement relatif de l'élément de transmission solidarisé avec le moteur en le reliant au dispositif de transmission, soit le premier élément 3, est autorisé par 30 un aplatissement plus ou moins important de la zone de débattement du dispositif 1 de transmission. Une telle liberté de déformation du dispositif 1 de transmission autorise un déplacement relatif important entre l'organe moteur et l'organe récepteur formé par la 35 roue, plus précisément entre l'extrémité de l'arbre d'entraînement solidaire du moteur et l'extrémité de l'axe de la roue, ces deux extrémités étant adjacentes au plan de travail du dispositif 1 de transmission. Une caractéristique importante de la présente invention est que la déformation s'effectue dans le plan contenant la zone de débattement du dispositif 1, ce plan étant aussi parallèle au plan de référence de la roue. Ceci autorise une translation du moteur ou de l'arbre d'entraînement, intercalé entre l'organe moteur et le dispositif de transmission, suivant un vecteur appartenant à ce plan. L'arbre d'entraînement reste ainsi perpendiculaire au plan de la zone de débattement du dispositif 1 de transmission. Il est à noter que la transmission du couple du moteur à la roue n'est en aucun cas affectée par le possible déplacement des éléments de transmission 3, 4, 7a et 7b et notamment du premier élément 3. En effet, l'angle et la vitesse de rotation des éléments de transmission 3, 4, 7a et 7b sont identiques quel que soit le débattement relatif, statique ou dynamique, des premier et second éléments 3 et 4. Avantageusement, comme montré dans le mode de réalisation des figures 1 à 4, sur le contour de la zone de débattement du dispositif 1 de transmission, des biellettes 8a, 8b, 9a et 9b portent à chacune de leur extrémité un élément 3, 4, 7a ou 7b de transmission dudit ensemble, chaque élément 3, 4, 7a et 7b étant commun à deux biellettes 8a, 8b, 9a et 9b consécutives. Avantageusement, chaque biellette 8a, 8b, 9a, 9c relie un premier ou second élément de transmission 3 ou 4 à un élément intermédiaire de transmission 7a ou 7b. Avantageusement, la zone de débattement du dispositif 1 de transmission forme un parallélogramme, les premier et second éléments 3 et 4 étant disposés chacun à un sommet respectif de ce parallélogramme, au moins un élément intermédiaire 7a et 7b se trouvant à un autre sommet. Ce parallélogramme est préférentiellement un losange comme montré aux figures, avec, à chacun de ses sommets, disposé soit un premier 3 ou un second 4 élément de transmission ou soit un élément intermédiaire de transmission 7a ou 7b, chaque élément intermédiaire 7a ou 7b étant disposé entre le premier 3 ou le second 4 élément. Dans ce cas, quatre biellettes 8a, 8b, 9a et 9b relient les quatre éléments de transmission 3, 4, 7a et 10 7b. Avantageusement, comme précédemment indiqué, l'entraînement entre les divers éléments 3, 4, 7a et 7b de transmission de la zone de débattement du dispositif comprend une chaîne 6 ou une courroie afin de garantir le 15 mouvement synchrone de ces éléments 3, 4, 7a et 7b de transmission. Cette chaîne 6 est montrée aux figures 1 et 2 et entoure le contour du dispositif 1 de transmission. Dans le cas d'une chaîne 6, les éléments 3, 4, 7a et 7b sont sous la forme de pignons dentés extérieurement 20 et de même diamètre. De plus, toujours dans ce cas, la zone de débattement du dispositif 1 de transmission comprend avantageusement des éléments tendeurs de celle-ci. Le dispositif de transmission peut être protégé par 25 un carter. Ceci est avantageux quand il est nécessaire d'assurer une bonne lubrification de la chaîne 6 d'entraînement. La présente invention concerne aussi une ligne de transmission de mouvement d'au moins un organe moteur à 30 au moins une roue, caractérisée en ce qu'elle comprend un tel dispositif de transmission de mouvement. Avantageusement, la ligne de transmission comporte un moteur électrique ou au moins un de ses moteurs est un moteur électrique. 35 L'invention concerne aussi avantageusement une unité moteur-roue, avec un moteur électrique contigu à une roue, caractérisée en ce qu'elle comprend une ligne de transmission comme décrite ci-dessus. Dans ce cas, la masse de l'élément moteur agit comme une masse d'inertie permettant une atténuation des 5 vibrations. Les principaux avantages de la présente invention sont d'obtenir une déformation qui n'est pas limitée à une seule direction de déplacement ceci avec un dispositif de transmission présentant un encombrement 10 longitudinal et transversal réduit. De plus, un dispositif assujetti à une telle déformation n'a aucune action défavorable sur les paramètres de la transmission, notamment le couple transmis et la vitesse angulaire transmise. 15 La présente invention procure aussi une augmentation de l'adhérence de la roue sur le sol du fait de l'élimination du rebond de roue et ceci sans pénaliser la suspension du véhicule, ce qui accroît la sécurité du véhicule automobile et le confort de ses passagers. 20 Les pièces utilisées dans le dispositif de transmission selon la présente invention peuvent être des pièces standard et simples comme des pignons, des biellettes, des paliers de roulement, une chaîne ou une courroie ce qui diminue le coût d'un tel dispositif. 25 Enfin, la mise en oeuvre d'une telle solution sur des véhicules automobiles rend possible la conception de nouvelles architectures pour ceux-ci, ces architectures pouvant être en rupture avec celles existantes. Le dispositif de transmission selon la présente 30 invention est donc particulièrement avantageux quand il est utilisé dans un moteur-roue ou moteur à actionnement direct. Dans ce cas, cela présente l'intérêt technique de pouvoir utiliser un tel moteur à actionnement direct, 35 dont l'élément moteur, en plus de ne pas alourdir la masse non suspendue, peut être utilisé comme batteur pour lisser la résonance de battement de roue. Cela procure un confort de suspension par traitement à la roue du battement de roue au lieu de le traiter au niveau du combiné ressort-amortisseur, celui-ci se voyant soulagé de cette contrainte. Par conséquent, cela autorise ainsi un dimensionnement différent de ce dernier ce qui procure des avantages de confort. La tenue en endurance d'un tel moteur est accrue étant donné que celui-ci ne subit plus de plein fouet les mouvements de la roue. Cela posait effectivement un problème pour un élément moteur lié rigidement à la roue et pour lequel il n'y avait aucune filtration des vibrations. Par l'utilisation d'un dispositif de transmission selon la présente invention dans un moteur-roue, un étage supplémentaire de filtration est ainsi ajouté. L'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré aux figures 1 à 4 et qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. REVENDICATIONS1. Dispositif de transmission (6) de mouvement d'un organe moteur à une roue, ce dispositif comprenant un premier élément (3) de transmission relié à un arbre d'entraînement (2) solidaire de l'organe moteur, un second élément (4) de transmission solidaire de l'axe de rotation de la roue, ainsi que des éléments intermédiaires (7a, 7b) de transmission dont au moins deux éléments (7a, 7b) sont reliés respectivement aux premier (3) et second éléments (4), lesdits arbre d'entraînement (2) et axe de rotation étant non concourants, caractérisé en ce que les premier (3) et second (4) éléments de transmission ainsi que les éléments intermédiaires (7a, 7b) de transmission les reliant se trouvent dans un plan perpendiculaire auxdits arbre (2) et axe en déterminant une zone de débattement déformable, au moins une partie des éléments de transmission (3, 4, 7a, 7b) pouvant bouger les uns par rapport aux autres dans cette zone. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que sur le contour de la zone de débattement, des biellettes (8a, 8b, 9a, 9b) portent à chacune de leur extrémité un de ses éléments (3, 4, 7a, 7b) de transmission, chaque élément (3, 4, 7a, 7b) d'extrémité étant commun à deux biellettes (8a, 8b, 9a, 9b) consécutives. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les biellettes (8a, 8b, 9a, 9b) relient deux éléments de transmission (4 avec 7a ou 7b, 3 avec 7a ou 7b) de la zone de débattement disposés à deux sommets consécutifs de celle-ci. 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la zone de débattement forme un parallélogramme, les premier et second éléments (3 et 4) de transmission étant disposés chacun à un sommet respectif de ce parallélogramme, un des élémentsintermédiaires (7a, 7b) de transmission se trouvant à chacun des autres sommets. 5. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le parallélogramme est un losange avec un premier (3), un second élément (4) ou un élément intermédiaire (7a, 7b) disposé à chacun de ses sommets, chaque élément intermédiaire (7a ou 7b) étant intercalé entre les premier (3) et second (4) éléments. 6. Dispositif selon l'une quelconque des 10 revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les éléments (3, 4, 7a, 7b) de transmission de la zone de débattement sont sous la forme de pignons. 7. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'entraînement entre les divers 15 éléments (3, 4, 7a, 7b) de transmission de la zone de débattement comprend un organe souple de transmission de puissance solidaire du mouvement de ces éléments, ledit organe souple de transmission formant le contour de la zone de débattement. 20 8. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'organe est une chaîne (6) ou une courroie reliant entre elles au moins une partie de ces éléments (3, 4, 7a, 7b). 9. Dispositif selon la revendication précédente, 25 caractérisé en ce que, dans le cas d'une chaîne (6), la zone de débattement comprend des éléments tendeurs de celle-ci. 10. Ligne de transmission de mouvement d'au moins un moteur à au moins une roue, caractérisée en ce qu'elle 30 comprend un dispositif de transmission (6) de mouvement selon l'une quelconque des revendications précédentes. 11. Ligne de transmission selon la revendication précédente, caractérisée en ce que son moteur ou un de ses moteurs est un moteur électrique. 35 12. Unité moteur-roue, avec un moteur électrique contigu à une roue, caractérisée en ce qu'elle comprendune ligne de transmission selon la revendication précédente.