Brevet FR3084976A1 — publié le 20200214

Description Titre de l'invention : Motoréducteur planétaire à deux arbres de sorties coaxiaux entre eux Domaine technique [0001] La présente invention se rapporte au domaine technique des motoréducteurs, notamment destinés à l'entraînement en translation d'un élément guidé par deux moyens de guidage ou d'entrainement parallèles, positionnés de part et d'autre dudit élément. [0002] L'invention trouve une application avantageuse par exemple pour l'entraînement en translation d'une poutre, d'un portique, d'une bâche de recouvrement d'une benne d'un camion benne, ou bien d'un abri ou d'une terrasse de piscine. [0003] Bien entendu, d'autres applications peuvent être envisagées. Art antérieur [0004] Il est connu de l'état de la technique d'utiliser un motoréducteur pour réaliser le dé- placement en translation d'un élément guidé par deux moyens de guidage ou d'entrainement parallèles, tels que des rails, situés de part et d'autre de l'élément. [0005] Le motoréducteur présente, d'une manière générale, un moteur électrique comprenant un arbre rotor accouplé par exemple à au moins un réducteur, et un arbre de sortie. [0006] Le motoréducteur est généralement installé sur un côté de l'élément à déplacer, au niveau de l'un des moyens guidage ou d'entrainement et, lorsque la masse de l'élément à déplacer devient trop importante, ou bien que la distance entre les deux moyens de guidage ou d'entrainement devient trop importante, il y a un risque d'endommagement ou de coincement du système d'entraînement. [0007] En effet, étant donné que les moyens de guidage ou d'entrainement présentent, d'une manière générale, un jeu mécanique, une poussée trop importante au niveau d'un seul côté de l'élément à déplacer risque de créer un déséquilibre et de mettre « en diagonale » l'élément jusqu'au point d'endommager ou de bloquer le guidage ou l'entrainement. [0008] Pour résoudre ce problème, il est connu d'utiliser deux motoréducteurs identiques, positionnés de chaque côté de l'élément à déplacer. [0009] Cette solution permet de supprimer le déséquilibre, mais présente des inconvénients, notamment économiques. Par ailleurs, d'un point de vue technique, cette solution oblige à contrôler avec précision la rotation des deux motoréducteurs, en position, en vitesse et en couple, notamment d'une manière parfaitement synchronisée. [0010] En effet, il est nécessaire de répartir exactement le couple à 50 % entre les deux mo- toréducteurs pour obtenir un contrôle de position du déplacement précis. Ceci impose 2 notamment l'utilisation de capteurs et d'électronique de commande sophistiqués, ce qui grève le coût total du système. [0011] Il est également connu d'utiliser un motoréducteur positionné entre les moyens de guidage, du type roue et vis avec un arbre creux, en coopération avec un arbre traversant pour rejoindre les moyens d'entrainement. [0012] Cette solution est beaucoup plus simple en termes de contrôle car, étant donné que le motoréducteur présente un seul arbre de sortie, la répartition du couple est parfaite. Cette solution présente également un avantage en termes de coût de réalisation qui est beaucoup plus économique que celui de la réalisation précédente. [0013] Cependant, cette solution présente quelques inconvénients, notamment en termes énergétiques, géométriques et d'encombrement. [0014] En effet, les trains d'engrenage utilisés pour les motoréducteurs de l'état de la technique sont, de manière générale, le train plat ou simple, c'est-à-dire présentant des engrenages cylindriques avec des lignes d'arbre parallèles, le train épicycloïdal ou planétaire, et le système roue et vis. [0015] Parmi ces trois options, à couple équivalent et à qualité de finition d'engrenage égale, le train planétaire est celui qui présente généralement un meilleur rendement énergétique, tandis que celui qui présente le rendement énergétique le plus faible est le système roue et vis. [0016] Par conséquent, à performance égale, le moteur électrique pour le système roue et vis sera dimensionné d'une manière beaucoup plus importante et consommera beaucoup plus d'énergie que le moteur électrique associé au réducteur à train planétaire. [0017] 11 s'ensuit que ces problèmes d'encombrement posent des limites de mise en oeuvre et d'installation, notamment lorsque le moteur est destiné à être alimenté par une batterie, par exemple alimentée elle-même par un panneau solaire. [0018] En ce qui concerne l'encombrement de la solution des motoréducteurs avec système roue et vis, le corps du motoréducteur s'étend souvent dans une direction orthogonale à l'axe de rotation, de sorte qu'il est souvent onéreux et/ou compliqué de positionner et de loger le motoréducteur dans l'environnement dans lequel il doit être installé. [0019] Un autre inconvénient de cette solution réside dans la hauteur de l'axe de sortie, c'est-à-dire notamment de la distance entre l'axe de sortie et le plan ou la surface de réception des moyens de guidage ou d'entrainement. [0020] En effet, dans une installation typique dans laquelle le motoréducteur est positionné vers le haut et perpendiculairement au plan recevant les moyens de guidage, pour obtenir des rapports de réduction élevés, la hauteur de l'axe de sortie est souvent plus élevée par rapport aux pignons/roues/poulies qui permettent de déplacer l'élément. Cette situation impose aux constructeurs d'utiliser des cardans ou d'autres systèmes d'écartement et de liaison pour récupérer la coaxiale avec les pignons/roues/poulies 3 d'entrainement. Exposé de l'invention [0021] L'un des buts de l'invention est donc de remédier aux inconvénients de l'art antérieur en proposant un motoréducteur qui puisse être utilisé dans des applications destinées à déplacer en translation un élément par rapport à deux éléments de guidage ou d'entrainement parallèles positionnés de part et d'autre de l'élément à déplacer, en diminuant fortement les risques de blocage ou de détérioration, tout en étant économique à mettre en oeuvre, et tout en permettant de diminuer au maximum la distance entre les arbres de sortie du motoréducteur et la surface ou plan de réception des moyens de guidage ou d'entrainement. [0022] Un autre objectif de la présente invention est de fournir un tel motoréducteur qui soit peu encombrant, tout en présentant une puissance appropriée à l'application concernée. [0023] À cet effet, et selon invention, il a été mis au point un motoréducteur remarquable en ce qu'il comprend : [0024] - un moteur électrique traversé, de part en part, par un arbre rotor, de manière à former deux axes de sortie moteur, chaque axe de sortie présentant un pignon ; [0025] - au moins deux réducteurs planétaires à au moins un étage, chacun engrené avec le pignon d'un axe de sortie moteur ; [0026] - deux arbres de sortie motoréducteurs, chacun étant accouplé directement ou indi- rectement à un réducteur planétaire, les deux arbres de sortie étant coaxiaux entre eux. [0027] De cette manière, le motoréducteur selon invention peut être utilisé dans une ap- plication consistant à déplacer un élément en translation par rapport à deux moyens de guidage ou d'entrainement parallèles, en étant positionné entre les deux moyens de guidage ou d'entrainement. De ce qui précède, et étant donné que le motoréducteur présente deux arbres de sortie mécaniquement synchronisés, le contrôle du moto-réducteur est simplifié et les problèmes de blocage ou de coinçage du système de guidage ou d'entraînement sont fortement diminués. Par ailleurs, le motoréducteur intègre des réducteurs planétaires et présente donc une puissance importante par rapport au faible encombrement du moteur électrique. [0028] Selon des formes de réalisation différentes, et en fonction de l'application concernée et des besoins en puissance, le motoréducteur comprend plusieurs, et au moins deux réducteurs planétaires accouplés l'un à l'autre, positionnés de chaque côté du moteur électrique. Les réducteurs planétaires sont à au moins un étage, et de préférence à au moins deux étages ou plus. [0029] Selon une forme de réalisation particulière, les arbres de sortie motoréducteurs sont chacun accouplé directement à un réducteur planétaire, de sorte que les arbres de sortie sont coaxiaux avec l'arbre rotor du moteur électrique. [0030] Selon une autre forme de réalisation, et lorsqu'il est nécessaire de rapprocher au maximum l'axe des arbres de sortie motoréducteur du corps du motoréducteur, et notamment de la surface ou du plan de réception des moyens de guidage ou d'entrainement, les arbres de sortie motoréducteur sont accouplés indirectement au réducteur planétaire, et notamment par l'intermédiaire d'un train d'engrenage simple, de sorte que les arbres de sortie motoréducteur sont excentrés par rapport à l'arbre rotor du moteur électrique. [0031] Cette solution permet donc d'excentrer l'axe des arbres de sortie par rapport à l'axe de l'arbre rotor du moteur électrique, et permet donc de pouvoir diminuer la distance entre l'axe des arbres de sortie motoréducteur et la surface ou le plan de réception des moyens de guidage ou d'entrainement, ou plus généralement entre l'axe des arbres de sortie motoréducteur et le corps du motoréducteur. Cela étant, il est donc possible, en fonction de la position du train d'engrenage simple, de faire varier la position des arbres de sortie autour d'un cercle dont le centre est matérialisé par l'axe de l'arbre rotor du moteur électrique. En d'autres termes, il est donc possible d'augmenter ou de diminuer la distance entre l'axe des arbres de sortie motoréducteur et la surface ou le plan de réception des moyens de guidage ou d'entrainement, en fonction de la position du train d'engrenage simple autour de l'axe de l'arbre rotor. [0032] En pratique, cela permet de diminuer davantage l'encombrement du motoréducteur, et permet d'utiliser différents diamètres de pignons/roues/poulies d'entraînement des moyens de guidage ou d'entrainement, pour se rapprocher au plus près de la surface ou du plan de réception desdits moyens de guidage ou d'entrainement. L'avantage qui en résulte est la possibilité de s'affranchir de l'utilisation de cardans ou de systèmes complexes pour s'accoupler aux moyens de guidage ou d'entrainement. [0033] Selon une forme de réalisation particulière, chaque réducteur planétaire comprend une couronne, et les couronnes sont ménagées à l'intérieur d'une enceinte tubulaire Dans cette configuration, les enceintes tubulaires à l'intérieur desquelles sont ménagées les couronnes peuvent se prolonger autour du moteur électrique pour former directement le corps du motoréducteur, et les enceintes tubulaires peuvent être refermées par deux flaques à partir desquels font saillie les arbres de sortie moto-réducteur. [0034] Pour diminuer davantage l'encombrement, faciliter la fixation, et permettre de rapprocher l'axe des arbres de sortie motoréducteurs au plus près de la surface ou du plan de réception des moyens de guidage ou d'entrainement, les flasques de fixation sont carrés, avec des côtés d'une longueur sensiblement égale au diamètre des enceintes tubulaires Ainsi, la fixation du motoréducteur s'effectue, par exemple au moyen de vis, positionnées uniquement dans les angles des flasques canés. [0035] Selon une autre forme de réalisation, et en fonction de l'application concernée, le motoréducteur comprend une enveloppe externe formée par un corps tubulaire creux renfermant les différents éléments du motoréducteur, et fermée de manière étanche à ses cieux extrémités par des flasques au travers desquels font saillie de manière étanche les arbres de sortie motoréducteur. [0036] Bien entendu, les flasques de fixation de cette forme de réalisation sont, de préférence, carrés avec des côtés d'une longueur sensiblement égale au diamètre de l'enveloppe externe. Description sommaire des figures [0037] D'autres avantages et caractéristiques techniques ressortiront mieux de la description qui va suivre du motoréducteur selon l'invention, donnée à titre d'exemple non limitatif à partir des figures annexées, dans lesquelles : [0038] [fig.l] la figure 1 est une vue en perspective d'une forme de réalisation préférée du motoréducteur selon l'invention ; [0039] [fig.2] la figure 2 est une vue similaire à celle de la figure I, en perspective éclatée ; [0040] [fig.3] la figure 3 est une vue en coupe longitudinale du motoréducteur de la figure I ; [0041] [fig.4] la figure 4 est une vue de face du moteur électrique mis en oeuvre dans le mo- toréducteur ; [0042] [fig.5] la figure 5 est une vue de côté du motoréducteur de la figure 1, illustrant un flasque de fixation du motoréducteur, de forme carrée ; [0043] [fig.6] la figure 6 illustre une forme simplifiée du motoréducteur selon l'invention, sans enveloppe étanche. Description des modes de réalisation 100441 En référence aux figures I à 6, l'invention concerne un motoréducteur (1), notamment destiné à des applications de déplacement en translation d'un élément par rapport à deux moyens de guidage ou d'entrainement parallèles positionnés de part et d'autre de l'élément à déplacer. 100451 Par exemple, le motoréducteur (1) peut être utilisé pour déplacer un portique au moyen de deux axes à l'extrémité desquels sont agencés des p ignons/poul i es , coopérant par exemple avec des chaînes/câbles de transmission. 100461 Le motoréducteur (1) peut, dans une autre application, être utilisé pour déplacer une bâche de recouvrement d'une benne d'un camion benne, un abri ou une terrasse de piscine, par exemple au moyen de deux axes à l'extrémité desquels sont agencés des roulettes d'entraînement. 100471 Le motoréducteur (1) selon l'invention est de préférence tubulaire et est un moto- réducteur (1) planétaire à deux sortie coaxiales avec, en option, la possibilité d'excentrer les axes de sortie de façon à pouvoir s'adapter à la dimension des pignons/ 6 roulettes/poulies d'entraînement. [0048] Plus précisément, le motoréducteur (1) comprend un moteur électrique (2) traversé, de part en part, par un arbre rotor (3) définissant deux axes de sortie moteur et équipé de pignons (4) à chacune de ses extrémités. [0049] Les pignons (4) des axes de sortie moteur font office d'arbres d'entrée pour deux ré- ducteurs planétaires (5), disposés, symétriquement, de part et d'autre du moteur électrique (2). [0050] Les réducteurs planétaires (5) sont à au moins un étage, et de préférence à deux étages ou plus, et sont chacun engrainé avec le pignon (4) d'un axe de sortie moteur. [0051] À cet effet, et de manière connue, les réducteurs planétaires (5) comprennent chacun une couronne (6) pourvue d'une denture intérieure et positionnée autour d'un pignon solaire, et au moins deux et de préférence trois pignons satellitaires (7) engrainés d'une part, avec le pignon solaire et, d'autre part, avec la couronne (6). Dans la forme de réalisation illustrée aux figures, le motoréducteur (1) comprend deux réducteurs planétaires (5) accouplés l'un à l'autre, de chaque côté du moteur électrique (2), et les couronnes (6) sont ménagées à l'intérieur d'une enceinte tubulaire (12). [0052] Chaque réducteur planétaire (5) comprend une sortie (8), qui, dans une forme de réa- lisation particulière, peut directement être accouplée à un arbre de sortie moto-réducteur. Dans cette configuration, non représentée, les arbres de sortie motoréducteur sont coaxiaux entre eux et coaxiaux avec l'arbre rotor (3) du moteur électrique (2). [0053] Cette forme de réalisation permet de pouvoir assurer, par l'intermédiaire d'un moto- réducteur (1) positionné entre les deux moyens (le guidage ou d'entrainement de l'élément à déplacer, un entraînement central synchronisé et fiable mécaniquement. [0054] Dans des applications dans lesquelles l'encombrement est important, et dans lesquelles il nécessaire d'abaisser au maximum l'axe des arbres (11) de sortie moto-réducteur pour le rapprocher de la surface ou du plan de réception des moyens de guidage ou d'entrainement, notamment pour s'adapter à la taille des pignons/ roulettes/poulies d'entraînement, les arbres de sortie (8) des réducteurs planétaires (5) sont accouplés à des trains d'engrenage simples notamment constitués par un pignon de sortie (9) du réducteur planétaire (5) engrené avec un pignon (10) solidaire de l'arbre (11) de sortie motoréducteur. [0055] Ainsi, les arbres (11) de sortie motoréducteur se retrouvent excentrés par rapport à l'arbre rotor (3) du moteur électrique (2). [0056] De cette manière, et en référence à la figure 5, la position de l'axe des arbres (11) de sortie motoréducteur peut être déplacée le long et autour d'un cercle (C), et notamment autour de l'axe de l'arbre rotor (3) du moteur électrique (2), en fonction de la distance souhaitée entre l'axe des arbres (11) de sortie motoréducteur et la surface ou le plan de réception des moyens de guidage ou d'entrainement. 7 [0057] Une autre solution pour faire varier cette distance consiste, par exemple, à faire pivoter directement le motoréducteur tubulaire (1) autour de l'axe de l'arbre rotor (3), sans modifier la position des arbres (11) de sortie motoréducteur (1). [0058] Le motoréducteur (1) selon l'invention permet donc d'abaisser au maximum l'axe des arbres (11) de sortie motoréducteur (1), afin de les rapprocher de la surface ou du plan de réception des moyens de guidage ou d'entrainement, et permet donc de s'adapter au diamètre des pignons/roulettes/poulies d'entraînement, et donc réciproquement de pouvoir diminuer le diamètre de ces moyens d'entraînements. [0059] Selon une forme de réalisation particulière, notamment celle illustrée aux figures 1 à 3, il est parfois nécessaire d'assurer une certaine étanchéité au motoréducteur (1). Dans cette situation, le motoréducteur (1) comprend, par exemple, une enveloppe externe tubulaire (14), de préférence en PVC, renfermant les différents éléments du moto-réducteur (1), et fermée de manière étanche à ses deux extrémités par des flasques de fixation (15), également de préférence en PVC, au travers desquels font saillie, de manière étanche, les arbres (11) de sortie motoréducteur. Plus précisément, les arbres (11) de sortie motoréducteur sont passés dans des roulements à billes (16) et dans un joint à lèvre (17) pour assurer l'étanchéité. Un presse étoupe (19) permet de sortir de manière étanche les câbles d'alimentation du moteur électrique (2). [0060] Pour la fixation et l'abaissement au maximum de l'axe des arbres (11) de sortie mo- toréducteur (1), les flasques de fixation (15) présentent une forme carrée avec des côtés d'une longueur sensiblement égale au diamètre de l'enveloppe externe (14), pour permettre la fixation par l'intermédiaire de vis (20) au niveau des angles de cette forme carrée. [0061] Ainsi, les flasques (15) ne surélèvent pas le motoréducteur (1), et la fixation peut être effectuée par l'intermédiaire, par exemple, de vis de fixations positionnées au niveau des angles des flasques (15) carrés. [0062] Selon une autre forme de réalisation particulière illustrée à la figure 6, et lorsque l'étanchéité n'est pas importante, les enceintes tubulaires (12) à l'intérieur desquelles sont ménagées les couronnes (6) peuvent se prolonger autour du moteur électrique (2) pour former directement le corps (12a) du motoréducteur (1). [0063] Dans cette configuration, les enceintes tubulaires (12) sont refermées par des flasques (13) à partir desquels font saillie les arbres (11) de sortie motoréducteur. [0064] En fonction de l'application concernée, les flasques (13) peuvent permettre d'assurer la fixation du motoréducteur (1) dans son environnement. Les flasques (13) peuvent, bien entendu, présenter toute forme appropriée. Cependant, s'il convient d'abaisser au maximum l'axe des arbres (11) de sortie motoréducteur, les flasques (13) présentent de préférence une forme carrée avec des côtés d'une longueur sensiblement égale au diamètre des enceintes tubulaires (12). 8 [0065] -11 ressort de cc qui précède que l'invention fournit bien un motoréducteur (1) qui peut être utilisé dans des applications destinées à déplacer en translation un élément par rapport à deux éléments de guidage ou d'entrainement parallèles, positionnés de part et d'autre de l'élément déplacé, en diminuant fortement les risques de blocage ou de détérioration, tout en étant économique, et tout en permettant de diminuer au maximum la distance entre les arbres (11) de sortie du motoréducteur et la surface ou plan de réception des moyens de guidage ou d'entrainement. 9