Brevet FR3029466A1 — publié le 20160610

La présente invention concerne un dispositif d'entraînement pour chariot de manutention ou analogue, notamment tout véhicule évoluant en milieu industriel ou de transport de marchandises. Parmi les différents modes de motorisation des chariots de manutention, la roue motrice est le plus répandu. Dans la majorité des cas, cette roue motrice est directionnelle, étant mobile en rotation autour d'un axe de giration vertical. Le diamètre de giration de la roue doit être le plus réduit possible, en particulier lorsque la roue motrice n'est pas centrale, afin notamment de permettre d'écarter au maximum la distance entre les roues du chariot et d'accroître sa stabilité. Dans les roues motrices connues, la roue est entraînée en rotation autour de son axe central au travers d'un réducteur par un premier moteur électrique de type à courant continu ou de type asynchrone qui, du fait de son encombrement, doit être disposé au-dessus de la roue si l'on veut satisfaire aux exigences des constructeurs de chariots. L'orientation de la roue autour de l'axe de giration vertical est effectuée au travers d'un réducteur par un deuxième moteur électrique de type à courant continu ou de type asynchrone. Le deuxième moteur électrique est déporté latéralement sur le châssis relativement à la roue et engrène avec une couronne reliée au support de la roue, pour orienter cette dernière selon l'axe de giration vertical. Il en résulte un encombrement vertical assez important des deux moteurs électriques et une structure relativement complexe. Il est connu de la demande de brevet FR 2 821 024 une roue de motrice, dont le premier moteur électrique est interne à la roue pour libérer un espace supplémentaire au dessus de celle-ci. Il existe un besoin pour perfectionner encore les dispositifs d'entraînement afin notamment de réduire encore leur encombrement et simplifier leur structure. L'invention vise à répondre à ce besoin en proposant un dispositif d'entraînement pour chariot de manutention ou analogue, comportant, - un châssis, - un support de roue mobile relativement au châssis autour d'un axe de giration Z, 3029466 2 - une roue motrice portée par le support de roue, mobile relativement à celui-ci autour d'un axe de rotation X, - un moteur de direction pour entraîner en rotation le support de roue relativement au châssis, ayant un rotor tournant autour d'un axe de rotation qui coïncide 5 avec l'axe de giration Z. Un tel dispositif d'entraînement s'avère compact et de construction simple et robuste. Le gain de place réalisé au niveau du dispositif d'entraînement offre de nouvelles possibilités dans la conception du chariot. 10 La disposition du moteur de direction dans l'axe de giration Z permet notamment de faciliter le passage des câbles électriques d'alimentation des moteurs et de diminuer les risques d'arrachement de ces câbles. De préférence, la roue motrice est réalisée conformément à l'enseignement de la demande de brevet FR 2 821 024, c'est-à-dire qu'elle comporte une roue et un moteur 15 électrique d'entraînement de la roue qui peut être à aimants permanents. Un tel moteur électrique peut être disposé à l'intérieur de la roue et libérer la place au dessus de celle-ci. De préférence, l'axe du rotor du moteur électrique d'entraînement de la roue est confondu avec l'axe de rotation X de celle-ci. L'axe de giration Z du support de roue est, de préférence, perpendiculaire à 20 l'axe de rotation X de la roue, notamment sécant à ce dernier. Le dispositif peut comporter un roulement disposé entre le châssis et le support de roue pour permettre la rotation de ce dernier sur le châssis, le roulement étant fixe relativement au châssis ou au support de roue, de préférence au châssis. De préférence, le dispositif d'entraînement comporte un réducteur reliant le 25 moteur de direction au support de roue. Le rapport de réduction peut être compris entre 10 et 1000, mieux entre 20 et 300. Le réducteur peut comporter un train épicycloïdal. Selon un premier mode de réalisation, le train épicycloidal peut comporter un seul étage de réduction, notamment : 30 - un planétaire intérieur entraîné en rotation par l'arbre du moteur de direction, 3029466 3 - au moins un satellite entraîné en rotation autour d'un axe matériel par le planétaire intérieur, et un porte satellite sur lequel est monté en rotation le satellite, une couronne ou planétaire extérieur entourant le planétaire intérieur et le 5 satellite. De préférence, l'arbre du moteur de direction est fixe relativement au planétaire intérieur, le support de roue étant fixe relativement a l'un du porte satellite et de la couronne et le châssis étant fixe relativement à l'autre du porte satellite et de la couronne. 10 Le train épicycloïdal peut comporter au moins deux satellites, mieux, au moins trois satellites répartis autour du planétaire intérieur. L'extrémité de l'arbre du moteur de direction peut être usinée pour former le planétaire intérieur. Cela permet de réduire l'encombrement du moteur et de limiter le nombre de pièces du dispositif. En variante, l'arbre du moteur de giration est accouplé à un 15 pignon rapporté, monté sur l'arbre, qui forme le planétaire intérieur. Le porte satellite peut être fixe relativement au support de roue. Alors, le châssis est fixe relativement à la couronne. L'axe matériel précité est entraîné en rotation par le moteur de direction autour de l'axe de giration Z. En variante, le support de roue est fixe relativement à la couronne. Alors, le 20 châssis est fixe relativement au porte satellite, et ce dernier est fixe relativement à l'axe de giration Z. Le ou les satellites sont entraînés en rotation autour de leurs axes géométriques de rotation respectifs T et entraînent la couronne en rotation autour de l'axe de giration Z. Le support de roue comporte, de préférence, une ouverture permettant de relier le porte satellite au châssis. Le porte satellite peut comporter au moins un roulement pour 25 permettre la rotation du support de roue autour du porte satellite. Selon un deuxième mode de réalisation, le train épicycloïdal peut comporter deux étages de réduction, notamment : - un planétaire intérieur entraîné en rotation par l'arbre du moteur de direction, 30 - au moins un premier satellite engrenant avec le planétaire intérieur et entraîné en rotation autour d'un axe matériel de premier satellite, 3029466 4 - un porte satellite d'étage intermédiaire supportant le premier satellite et entraîné en rotation autour de l'axe de giration Z, - au moins un deuxième satellite engrenant avec le porte satellite d'étage intermédiaire et entraîné en rotation autour d'un axe matériel de deuxième satellite, 5 - une couronne engrenant avec les premier et deuxième satellites. l'un de l'axe de deuxième satellite et de la couronne étant fixe relativement au support de roue et l'autre de l'axe de deuxième satellite et de la couronne étant fixe relativement au châssis. Le train épicycloïdal peut comporter plusieurs premiers satellites et plusieurs 10 deuxièmes satellites. Le train épicycloïdal peut comporter un porte satellite d'étage de sortie supportant le ou les axes matériels de deuxième satellite et entraîné en rotation autour de l'axe de giration Z. Comme pour l'exemple précédent, l'extrémité de l'arbre du moteur de 15 direction peut être usinée pour former le planétaire intérieur. Le support de roue peut être fixe relativement à l'axe ou aux axes de deuxième satellite. Alors, le châssis est fixe relativement à la couronne. En variante, le support de roue est fixe relativement à la couronne. Alors, le châssis est fixe relativement à l'axe ou aux axes de deuxième satellite. Le support de roue 20 comporte, de préférence, une ouverture permettant de relier l'axe matériel de deuxième satellite, notamment le porte satellite d'étage de sortie au châssis. L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples de mise en oeuvre non limitatifs de celle-ci, ainsi qu'à l'examen du dessin annexé, sur lequel : 25 - la figure 1 est une vue schématique en perspective et avec une coupe axiale partielle d'un dispositif d'entraînement selon l'invention, - la figure 2 représente une vue partielle en coupe du dispositif de la figure 1, et - la figure 3 est une vue analogue à la figure 2 d'une variante de dispositif 30 On a représenté sur les figures 1 et 2 un exemple de dispositif d'entraînement 2 selon l'invention, comportant une roue motrice 5 et un châssis 8 sur lequel est montée la roue 5 par l'intermédiaire d'un support de roue 12. 3 02 9466 5 La roue 5 est mobile en rotation autour d'un axe géométrique de rotation X, normalement horizontal, permettant le déplacement de cette dernière sur une surface S. Le support de roue 12 est mobile en rotation autour d'un axe géométrique de giration Z, normalement vertical, permettant l'orientation de la roue 5 sur la surface S. 5 Les axes géométriques X et Z sont préférentiellement perpendiculaires et sécants entre eux, comme illustré. Le support de roue 12 porte la roue 5 tout en laissant cette dernière libre de tourner autour de l'axe X. Le support de roue 12 est formé avec une partie tubulaire 29 d'axe X. La roue 10 comporte un moyeu 35 qui tourne autour de la partie tubulaire 29 grâce à un roulement 32. Une jante 38 est fixée sur le moyeu 35 par l'intermédiaire de vis 41. La roue 5 est entraînée en rotation autour de l'axe géométrique X par un moteur électrique non représenté, notamment au travers un réducteur, de préférence à train épicycloïdal 43. Le moteur électrique est disposé à l'intérieur d'une partie tubulaire 26 de 15 grand diamètre du support de roue 12. L'arbre du moteur électrique s'étend à l'intérieur de la partie tubulaire 29 selon l'axe X et il est accouplé par son extrémité au réducteur 43. Dans l'exemple illustré sur la figure 1, l'extrémité de l'arbre du moteur engrène avec des satellites 46, lesquels sont portés par un porte satellite 49 fixe relativement au support de roue 12. 20 La couronne 52 du train épicycloïdal est fixée au moyeu 35. De ce fait, la rotation de l'arbre du moteur électrique entraîne en rotation les satellites 46 qui entraînent la couronne 52 et donc la roue 5 autour de son axe géométrique de rotation X. Le support de roue 12 est entraîné en rotation autour de l'axe géométrique Z par un moteur de direction 20 au travers d'un réducteur 60, notamment à train épicycloïdal. 25 Le moteur de direction 20 présente un carter 62 fixé au châssis 8. Il peut être de tout type adapté, et comporte un rotor et un stator non illustrés. Le train épicycloïdal 60 peut présenter un ou plusieurs étages de réduction. Dans l'exemple illustré sur les figures 1 et 2, le train épicycloïdal 60 présente deux étages de réduction A et B. 30 L'extrémité 72 de l'arbre du rotor est formée avec un engrenage constituant le planétaire intérieur du premier étage de réduction A, lequel comporte des premiers satellites 74 montés rotatif sur des axes matériels 80 s'étendant selon des axes 3029466 6 géométriques de rotation T parallèles à l'axe de giration Z. Ces axes 80 sont supportés par un porte satellite d'étage intermédiaire 75. Les premiers satellites 74 engrènent d'un part avec l'extrémité 72 de l'arbre et d'autre part avec une couronne 78. Cette dernière est fixe relativement au châssis 8 et immobile relativement à l'axe Z de sorte que le porte satellite 5 d'étage intermédiaire 75 est entraîné en rotation autour de ce dernier. Comme on peut le voir plus particulièrement sur la figure 2, le porte satellite d'étage intermédiaire 75 comporte un arbre 83 selon l'axe Z relié rigidement par un plateau 86 aux axes matériels 80 des premiers satellites 74. L'arbre 83 du porte satellite 75 comporte à sa périphérie des dents 89 définissant le planétaire intérieur du deuxième étage 10 de réduction B. Ce dernier comporte des deuxièmes satellites 92 montés rotatif sur des axes matériels, non visible sur les figures 1 et 2, tournant autour d'axes géométriques U parallèles à l'axe Z. Les deuxièmes satellites 92 engrènent d'un part avec l'engrenage 89 et d'autre part avec la couronne 78, immobile relativement à l'axe Z. Les axes des deuxièmes satellites 92 sont fixes relativement au support de roue 12. De ce fait, le porte satellite 75, 15 en entrainant en rotation les deuxièmes satellites 92, provoque la rotation du support de roue 12 relativement à l'axe Z. La rotation de l'arbre 69 entraîne ainsi en rotation le support de roue 12 et permet d'orienter la roue 5. De préférence, le rapport de réduction du réducteur 60 est compris entre 10 et 20 1000, mieux entre 20 et 300. Le planétaire intérieur est, de préférence, formé directement sur l'arbre 69. En variante, le planétaire intérieur est une pièce rapportée sur l'arbre 69. De même, les dents 89 du porte satellite 75 sont, de préférence, formées directement sur l'arbre de ce dernier. En variante, le planétaire intérieur du deuxième étage 25 de réduction B est une pièce rapportée sur l'arbre 83 du porte satellite 75. Un roulement 95 est, de préférence, disposé entre l'arbre 69 du rotor et le carter 62 du moteur 20. Un autre roulement 97 peut être disposé entre l'axe central 83 du porte satellite 75 et un support 99 du plateau 86 du porte satellite 75. 30 L'axe central 82 du porte satellite 75 peut s'étendre jusque dans un logement 100 du support de roue 12 et un roulement 102 peut être disposé dans ce logement 100 entre l'extrémité de l'axe central 83 et le support de roue 12. 3029466 7 Un roulement 105 peut également être disposé entre le support de roue 12 et le châssis 8. Un joint d'étanchéité 108 peut être disposé entre le support de roue 12 et la couronne 78, et un joint d'étanchéité 110 entre l'arbre 69 du rotor et le carter 62. 5 L'exemple illustré sur la figure 3 diffère de celui des figures 1 et 2 en ce que la couronne 74 est fixe relativement au support de roue 12 et que les axes matériels 113 des deuxièmes satellites 92 sont fixes relativement au châssis 8. Les axes matériels 113 des deuxièmes satellites 92 sont supportés par un porte satellite d'étage de sortie116. Ce dernier comporte un arbre 119 s'étendant selon l'axe Z et 10 relié par un plateau 122 aux axes matériels 113 des deuxièmes satellites 92. L'arbre 119 traverse une ouverture 130 du support de roue 12 et il est fixé par un bras de liaison 125 au châssis 8. De préférence, un roulement 133 et un joint d'étanchéité 135 sont disposés entre le support de roue 12 et l'arbre 119. Ainsi, lors de l'actionnement du moteur, l'arbre 69 entraîne en rotation les 15 premiers satellites 74 autour de leur axes géométriques de rotation T et les axes matériels 80 des premiers satellites 74 pivotent autour de l'axe Z avec le porte satellite d'étage intermédiaire 75. Ce dernier entraîne en rotation par les dents 89 les deuxièmes satellites 92. Les axes matériels 113 de ces derniers étant fixes relativement à l'axe Z, la couronne 78 est entraînée en rotation autour de l'axe Z avec le support de roue 12, ce qui permet 20 d'orienter la roue 5. Le nombre de premiers et deuxièmes satellites peut être supérieur à 2, de préférence égal à 3. L'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits. Notamment, le dispositif d'entraînement peut comporter trois étages de 25 réduction. L'expression « comportant un » est synonyme de « comprenant au moins un » sauf lorsque le contraire est spécifié. REVENDICATIONS1. Dispositif d'entraînement (2) pour chariot de manutention ou analogue, comportant, un châssis (8), un support de roue (12) mobile relativement au châssis (8) autour d'un axe de giration Z, - une roue motrice (5) portée par le support de roue (12), mobile relativement à celui-ci autour d'un axe de rotation X, - un moteur de direction (20) pour entraîner en rotation le support de roue (12) relativement au châssis (8), ayant un rotor tournant autour d'un axe de rotation qui coïncide avec l'axe de giration Z. 2. Dispositif d'entraînement selon la revendication 1, l'axe de giration Z du support de roue (12) étant perpendiculaire à l'axe X de rotation de la roue (5). 3. Dispositif d'entraînement selon la revendication 1 ou 2, l'axe de giration Z du support de roue (12) étant sécant de l'axe X de rotation de la roue (5). 4. Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant un réducteur reliant le moteur de direction (20) au support de roue (12). 5. Dispositif d'entraînement selon la revendication immédiatement précédente, le réducteur comportant un train épicycloïdal (60). 6. Dispositif d'entraînement selon la revendication immédiatement précédente, le train épicycloïdal (60) comportant : - un planétaire intérieur (72) entraîné en rotation par l'arbre du moteur de direction, - au moins un satellite (92) entraîné en rotation autour d'un axe materiel (113) par le planétaire intérieur (72), et un porte satellite (116) sur lequel est monté le satellite (92), une couronne (78) entourant le planétaire intérieur (72) et le satellite (92), l'arbre (69) du moteur de direction (20) étant fixe relativement au planétaire intérieur (72), le support de roue (12) étant fixe relativement à l'un du porte satellite (116) et de la couronne (78) et le châssis (8) étant fixe relativement à l'autre du porte satellite (116) et de la couronne (78). 9 3029466 'T Dispositif d'entraînement selon la revendication 6, le train épicycloïdal comportant au moins deux satellites (74), mieux, au moins trois satellites (74) répartis autour du planétaire intérieur (72). 8. Dispositif d'entraînement selon la revendication 6 ou 7, l'extrémité de l'arbre (69) 5 du moteur de direction (20) étant usiné pour former le planétaire intérieur (72). 9. Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, le support de roue (12) étant fixe relativement au porte satellite (116). 10. Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, le support de roue (12) étant fixe relativement à la couronne (78). 10 11. Dispositif d'entraînement selon la revendication 10, Le support de roue (12) comportant une ouverture (130) permettant de relier le porte satellite (116) au châssis (8). 12. Dispositif d'entraînement selon la revendication 11, le porte satellite (116) comportant au moins un roulement (133) pour permettre la rotation du support de 15 roue (12) autour du porte satellite (116). 13. Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 5 à 12, le train épicycloïdal étant à deux étages de réduction et comportant : un planétaire intérieur (72) entraîné en rotation par l'arbre (69) du moteur de direction (20), 20 au moins un premier satellite (74) engrenant avec le planétaire intérieur (72) et entraîné en rotation autour d'un axe matériel de premier satellite (80), un porte satellite d'étage intermédiaire (75) supportant le premier satellite (74) et entraîné en rotation autour de l'axe de giration Z, 25 au moins un deuxième satellite (92) engrenant avec le porte satellite d'étage intermédiaire (75) et entraîné en rotation autour d'un axe matériel de deuxième satellite (113), une couronne (78) engrenant avec les premier et deuxième satellites (74, 92). 10 3029466 l'un de l'axe de deuxième satellite (113) et de la couronne (78) étant fixe relativement au support de roue (12) et l'autre de l'axe de deuxième satellite (113) ou de la couronne (78) étant fixe relativement au châssis (8). 14. Dispositif d'entraînement selon la revendication 13, le train épicycloïdal (60) 5 comportant plusieurs premiers satellites (74) et plusieurs deuxièmes satellites (92). 15. Dispositif d'entraînement selon la revendication 13 ou 14, le train épicycloïdal (60) peut comporter un porte satellite d'étage de sortie (119) supportant le ou les axes matériels de deuxième satellite (113) et entraîné en rotation autour de l'axe de giration Z. 10 16. Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, l'extrémité de l'arbre (69) du moteur de direction (20) peut être usiné pour former le planétaire intérieur (72). 17. Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 13 à 16, le support de roue (12) étant fixe relativement à l'axe ou aux axes de deuxième 15 satellite (113) 18. Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 13 à 16, le support de roue (12) étant fixe relativement à la couronne (78). 19. Dispositif d'entraînement selon la revendication 18 et la revendication 16, Le support de roue (12) comportant une ouverture (130) permettant de relier le porte 20 satellite d'étage de sortie (119) au châssis (8). 20. Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant un roulement (105) disposé entre le châssis (8) et le support de roue (12) pour permettre la rotation de ce dernier sur le châssis (8), le roulement (105) étant fixe relativement au châssis (8) ou au support de roue (12). 25