Brevet FR3074733A1 — publié le 20190614

ESSIEU DIRECTIONNEL ELECTRIQUE POUR VÉHICULE Domaine technique La présente invention se rapporte au domaine technique général des essieux de véhicules routiers du genre bus, véhicules personnel, véhicules autonome ou autres. L'invention concerne plus particulièrement la réalisation d'un essieu directionnel motorisé. L'invention concerne plus particulièrement une motorisation électrique consistant en l'intégration d'un moteur électrique dans les roues, appelé ainsi moteur-roues. Il est souvent demandé aux véhicules routiers, par exemple aux bus articulés ou multi-articulés, d'être monotrace pour limiter l'emprise au sol. Il est donc intéressant de pouvoir diriger toutes les roues de tels véhicules. Par ailleurs, pour faciliter l'accessibilité des personnes à mobilité réduite et la circulation des dites personnes dans ces véhicules, il est souvent demandé de disposer d'un plancher bas sur toute la longueur des véhicules. Etat de la technique Il est connu de réaliser des essieux électriques dans lesquels un moteur électrique est monté en position centrale dudit essieu. Ce genre d'essieu ne permet pas d'avoir un plancher bas intégral par exemple dans une application de bus de transports public, sur toute la longueur d'un tel bus. Ceci pose un problème d'accessibilité aux personnes à mobilité réduite et à la circulation des dites personnes dans ledit bus. On connaît également des essieux directionnels dans lesquels les fusées portant les roues sont articulées par l'intermédiaire d'une rotule sur une partie centrale dudit essieu. Les véhicules équipés d'un tel essieu sont souvent soumis à des réglementations et des législations spécifiques notamment en ce qui concerne le freinage. Il est donc souvent nécessaire d'équiper de tels essieux d'un système de freinage pour chaque roue. Il est donc connu par exemple de monter un système de disques et d'étriers sur la partie centrale de l'essieu et ce en amont de la rotule de pivotement des roues. Un tel essieu comporte en général d'un moteur électrique attaquant via une réduction et de cardan les deux roues qui sont orientées par l'intermédiaire des rotules. La présence d'un tel moteur électrique et des dispositifs de freinage sur cette partie centrale non orientable empêchent également de réaliser un plancher 2 bas pour les véhicules équipés d'un tel essieu. La présence d'une rotule d'orientation de la fusée ne permet pas, par ailleurs de disposer les disques de freinage au plus près des roues. Par ailleurs, l'utilisation d'une réduction engendre des nuisances 5 sonores importantes qui sont dommageables notamment pour des véhicules électriques de transport public. Exposé de l'invention L'objet de l'invention vise à fournir un essieu directionnel électrique 10 permettant de réaliser un plancher bas sur l'intégralité de la longueur d'un véhicule équipé avec un tel essieu. Un autre objet vise à fournir un essieu directionnel électrique pourvu d'un dispositif de freinage additionnel indépendant de la motorisation électrique. 15 Les objets assignés à l'invention sont atteints à l'aide d'un essieu directionnel associé à une motorisation électrique pour véhicule routier, comportant à chaque extrémité une roue directive montée avec son moyeu sur une fusée dudit essieu, la fusée étant montée pivotante sur une partie centrale de l'essieu et orientable par l'intermédiaire d'une tringlerie de commande, caractérisé 20 en ce que chaque roue intègre dans son moyeu, un moteur électrique et un dispositif de freinage indépendant du moteur électrique. Selon un exemple de réalisation de l'essieu conforme à l'invention, le dispositif de freinage est logé de façon amovible dans le moyeu de la roue. Selon un exemple de réalisation de l'essieu conforme à l'invention, 25 le dispositif de freinage est un dispositif de freinage d'urgence du genre tout ou rien. Selon un exemple de réalisation de l'essieu conforme à l'invention, le dispositif de freinage est un dispositif de freinage linéaire piloté par un système de commande automatisé ou manuel. 30 Selon un exemple de réalisation de l'essieu conforme à l'invention, le dispositif de freinage comporte un système de dissipation d'énergie. Selon un exemple de réalisation de l'essieu conforme à l'invention, chaque moteur électrique comporte un système de dissipation d'énergie. Selon un exemple de réalisation de l'essieu conforme à l'invention, 35 le dispositif de freinage comprend un assemblage multi-disques et un système d'étrier supportant des plaquettes de freinage et associé à un mécanisme de commande. 3 Selon un exemple de réalisation de l'essieu conforme à l'invention, le mécanisme de commande de freinage est un mécanisme pneumatique ou hydraulique. Selon un exemple de réalisation de l'essieu conforme à l'invention, 5 le système d'étrier comporte une pièce mobile supportant des plaquettes de freinage, le déplacement de la pièce mobile par rapports aux disques étant piloté par l'intermédiaire d'une variation de pression pneumatique ou hydraulique. Selon un exemple de réalisation conforme à l'invention, l'essieu comprend des conduits établissant une communication fluidique entre une chambre 10 pressurisée et une face active de commande de la pièce mobile. Selon un exemple de réalisation conforme à l'invention, l'essieu présente une forme sensiblement en U, comportant une section basse de liaison et deux sections montantes sur lesquelles sont montées les fusées, de manière à décaler l'axe de rotation des roues vers le haut à partir de la section basse de 15 liaison. Les objets assignés à l'invention sont atteints également à l'aide d'un véhicule routier, du genre bus, véhicule industriel, véhicule personnel ou véhicule autonome, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un essieu directionnel tel que décrit ci-dessus. 20 L'essieu conforme à l'invention présente l'énorme avantage d'être directionnel tout en intégrant une motorisation électrique laquelle n'augmente pas son encombrement. Un autre avantage de l'essieu conforme à l'invention réside dans son intégration d'un dispositif de freinage amovible pour chaque roue sans augmenter 25 l'encombrement dudit essieu. Un autre avantage de l'essieu conforme à l'invention réside dans le fait qu'il est utilisé pour réaliser un plancher bas sur toute la longueur du véhicule comportant un tel essieu. Un avantage d'un véhicule équipé avec de tels essieux réside dans le 30 fait qu'il est monotrace. Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, description faite en référence aux 35 dessins annexés non limitatifs donnés à titre illustratif, dans lesquels : . la figure 1 est une représentation en perspective d'un exemple de réalisation d'un essieu conforme à l'invention, 4 la figure 2 est une illustration en perspective de l'essieu de la figure 1 avec l'une des roues déposée, la figure 3 est une illustration en coupe d'un essieu de la figure 1 selon le plan de coupe 5 la figure 4 est une représentation agrandie en coupe de l'articulation de la fusée sur l'essieu conforme à l'invention, la figure 5 est une illustration partielle de l'articulation de la figure 4 en vue externe avec une roue orientée, et la figure 6 est une illustration d'un exemple de réalisation d'une roue intégrant 1 0 un moteur électrique et un dispositif de freinage dans un essieu conforme à l'invention. Exposé détaillé de l'invention Les éléments structurellement et fonctionnellement identiques et 15 présents sur plusieurs figures distinctes, sont affectés d'une même référence numérique ou alphanumérique. La figure 1 est une représentation en perspective d'un exemple de réalisation d'un essieu 1 conforme à l'invention. L'essieu 1 présente avantageusement une forme sensiblement en U, comportant une section basse de 2 0 liaison 2 et deux sections montantes 3 sur lesquelles sont montées des fusées 4. L'essieu 1 est équipé de roues 5 dont l'axe de rotation 6 est décalé vers le haut à partir de la section basse de liaison 2. Une telle configuration permet de réaliser un plancher bas. La figure 2 est une illustration en perspective de l'essieu 1 de la 25 figure 1 avec l'une des roues 5 déposée et la figure 3 est une illustration en coupe d'un essieu de la figure 1 selon le plan de coupe Un moteur électrique 7 est intégré dans chaque roue 5 pour constituer son moyeu 8. Le moteur électrique 7, comporte un stator 9 qui est solidarisé avec la fusée 4. 30 Le moteur électrique 7 comporte un rotor 10 monté rotatif sur la fusée 4. Le rotor 10 présente en regard du stator 9 des aimants permanents non représentés. Une jante 11 est avantageusement solidarisée avec le rotor 10. Un pneu 12 est monté sur la jante 11. La figure 4 est une représentation agrandie en coupe de l'articulation 3 5 à pivot de la fusée 4 sur un essieu 1 conforme à l'invention. Cette représentation partielle et agrandie montre notamment la fusée 4 comportant des pivots 15 montés sur l'extrémité de la partie centrale 2 de l'essieu 1. Cette représentation 5 partielle et agrandie permet de visualiser l'axe de rotation 16, de la fusée 4 et par conséquent des roues 5. La figure 5 est une illustration partielle en vue externe d'une extrémité de l'essieu 1 illustrant la fusée 4 engagée dans le moyeu 8. La figure 5 5 illustre également le positionnement des pivots 15 par rapport au moyeu 8. La figure 6 est une illustration d'un exemple de réalisation d'une roue 5 intégrant un moteur électrique 7 associé à un dispositif de freinage 17. Ce dernier est avantageusement intégré dans le moyeu de la roue 5. Le dispositif de freinage 17 est avantageusement monté de façon amovible dans le moyeu de la 10 roue 5, de manière à pouvoir le remplacer ou d'effectuer facilement des opérations de maintenance. Le dispositif de freinage 17 comprend un assemblage multi-disques comprenant une pluralité de disques de freinage 18 et un système d'étrier supportant des plaquettes de freinage 19. Lors d'opérations de freinage, les 15 plaquettes de freinage 19, lesquelles sont disposées en alternance avec les disques de freinage 18, sont déplacées en translation pour venir s'appliquer en friction contre lesdits disques de freinage 18. Le système d'étrier comporte à cet effet une pièce mobile 20 supportant les plaquettes de freinage 19. Le déplacement de la pièce mobile 20 par rapport au disque de freinage 18 est avantageusement piloté 20 par l'intermédiaire d'une variation de pression pneumatique ou hydraulique. Le dispositif de freinage 17 est donc associé à un mécanisme de commande pneumatique ou hydraulique. Afin d'obtenir une variation de pression pneumatique ou hydraulique, l'essieu 1 et notamment la fusée 4 comprend des conduits 21 25 établissant une communication fluidique entre une chambre pressurisée 22 et une face active de commande 20a de la pièce mobile 20. La chambre pressurisée 22 est elle-même alimentée par exemple en air comprimé par l'intermédiaire d'un compresseur non représenté aux figures. Un tel compresseur peut-être disposé ou non sur l'essieu 1. 30 Les conduits 21 sont réalisés par tous moyens connus par exemple par usinage et leur étanchéité est également assurée par tous moyens connus notamment par l'utilisation de joints entre les pièces constitutives de la fusée 4. Les conduits 21 permettent donc d'amener un fluide sous pression par exemple de l'air dans un espace périphérique 20b délimité par des éléments fixes du dispositif de 35 freinage 17 et par la face active de commande 20a. La pièce mobile 20 est montée sur la fusée 4 à l'encontre d'une force de rappel d'au moins un ressort 23 en extension. Ainsi lorsque la pression 6 dans l'espace périphérique 20b diminue la force de rappel du ressort 23 ou des ressorts 23, ramène la pièce mobile 20 vers une position correspondant à un freinage. Dans cette position les plaquettes de freinage 19 sont amenées contre les disques de freinage 18 grâce à la force de rappel du ressort 23. Ce dernier peut 5 également être remplacé par tous moyens élastiques connus. Le dispositif de freinage 17 constitue par conséquent un dispositif de freinage d'urgence du genre tout ou rien. Lorsque la pression fluidique chute dans l'espace périphérique 20b, le freinage est activé. Alternativement, le contrôle de la pression fluidique dans l'espace 10 périphérique 20b, contrebalancée par la force de rappel du ou des ressorts 23, permet d'ajuster l'intensité de la friction entre les plaquettes de freinage 19 et les disques de freinage 18. Le dispositif de freinage 17 permet donc d'obtenir un freinage linéaire, lequel est par exemple piloté par un système de commande automatisé ou manuellement directement par un conducteur du véhicule équipé de 15 l'essieu 1. Le moteur électrique 7 et plus particulièrement le stator 9, est équipé avantageusement d'un système de dissipation d'énergie ou de refroidissement. Ce système de dissipation d'énergie ou de refroidissement comprend des cannelures 24 de circulation de fluide de refroidissement. Ce fluide 20 de refroidissement est par exemple de l'air ou un liquide. Selon un exemple de réalisation de l'essieu conforme à l'invention, le dispositif de freinage 17 comporte un système de dissipation d'énergie ou de refroidissement. Ce dernier, non représenté aux figures, peut-être réalisé par l'intermédiaire de tous moyens connus et notamment par un bain d'huile. 25 De manière évidente, l'invention ne se limite pas au mode de réalisation préférentiel décrit précédemment et représenté sur les différentes figures, l'homme du métier pouvant y apporter de nombreuses modifications et imaginer d'autres variantes sans sortir ni de la portée, ni du cadre de l'invention définis par les revendications. Ainsi, REVENDICATIONS1. Essieu (1) directionnel associé à une motorisation électrique pour véhicule routier, comportant à chaque extrémité une roue (5) directive montée avec son moyeu (8) sur une fusée (4) dudit essieu (1), la fusée (4) étant montée pivotante sur une partie centrale (2) de l'essieu (1) et orientable par l'intermédiaire d'une tringlerie de commande, caractérisé en ce que chaque roue (5) intègre dans son moyeu (8), un moteur électrique (7) et un dispositif de freinage (17) indépendant du moteur électrique. 2. Essieu (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de freinage (17) est logé de façon amovible dans le moyeu (8) de la roue (5). 3. Essieu (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif de freinage (17) est un dispositif de freinage d'urgence du genre tout ou rien. 4. Essieu (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif de freinage (17) est un dispositif de freinage linéaire piloté par un système de commande automatisé ou manuel. 5. Essieu (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de freinage (17) comporte un système de dissipation d'énergie. 6. Essieu (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque moteur électrique (7) comporte un système de dissipation d'énergie. 7. Essieu (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le dispositif de freinage (17) comprend un assemblage multidisques (18) et un système d'étrier supportant des plaquettes de freinage (19) et associé à un mécanisme de commande. 8. Essieu (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que le mécanisme de commande de freinage est un mécanisme pneumatique ou hydraulique. 8 9. Essieu (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que le système d'étrier comporte une pièce mobile (20) supportant des plaquettes de freinage (19), le déplacement de la pièce mobile (20) par rapports aux disques (18) 5 étant piloté par l'intermédiaire d'une variation de pression pneumatique ou hydraulique. 10. Essieu (1) selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend des conduits (21) établissant une communication fluidique entre une 10 chambre pressurisée (22) et une face active de commande (20a) de la pièce mobile (20). 11. Essieu (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il présente une forme sensiblement en U, comportant une 15 section basse de liaison (2) et deux sections montantes (3) sur lesquelles sont montées les fusées (4), de manière à décaler l'axe de rotation (6) des roues (5) vers le haut à partir de la section basse de liaison (2). 12. Véhicule routier, du genre bus, véhicule industriel, véhicule 20 personnel ou véhicule autonome, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un essieu (1) directionnel conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 11.