Brevet FR3081787A1 — publié le 20191206

Ensemble de transmission d'un couple en sortie d'un moteur vers un réducteur et procédé de fabrication associé La présente invention concerne un ensemble de transmission d'un couple en sortie d'un moteur vers un réducteur. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un tel ensemble de transmission. L'ensemble de transmission selon l'invention est notamment destiné à l'entraînement d'un véhicule ferroviaire. Un véhicule ferroviaire comporte notamment un bogie motorisé comprenant deux paires de roues, les roues d'une paire étant reliées l'une à l'autre par un arbre pour former un essieu, lesdits essieux étant reliés l'un à l'autre par un châssis. Un moteur fixé au châssis entraîne la rotation dudit essieu par l'intermédiaire d'un ensemble de transmission et d'un réducteur. L'ensemble de transmission assure la transmission du couple moteur du moteur à l'essieu, et la transmission du couple de freinage de l'essieu au moteur, tout en permettant les mouvements relatifs entre le moteur et l'essieu induits par des suspensions primaires. Dans l'entraînement dit « à arbre creux », le réducteur et le moteur sont liés rigidement et fixés au châssis de bogie. Les couples sont transmis entre le palier de sortie du réducteur et l'essieu par un dispositif à moyeu creux, qui assure aussi les débattements dus aux mouvements entre le châssis de bogie et l'essieu. Il est ainsi connu dans l'art antérieur d'utiliser un ensemble de transmission comportant un arbre muni à sa périphérie d'une denture coopérant avec une denture complémentaire s'étendant à l'intérieur d'un manchon d'accouplement. Ce manchon est fixé au moyen de vis sur un moyeu creux définissant un logement central, l'arbre étant reçu dans ce logement central, un débattement entre l'arbre et le logement étant permis. Le moyeu creux comporte une surface externe sur une partie de laquelle s'étend une denture périphérique sur laquelle s'engrène une roue du réducteur. Il est ainsi possible de transmettre un couple en sortie d'un moteur vers un réducteur. Un tel ensemble de transmission ne donne cependant pas entière satisfaction. En effet, il augmente l'encombrement du bogie et diminue donc l'espace disponible pour loger le moteur. Un des buts de l'invention est de pallier à cet inconvénient en proposant un ensemble de transmission présentant un encombrement axial réduit tout en étant facile à produire. L'invention a pour objet un ensemble de transmission d'un couple en sortie d'un moteur vers un réducteur comportant : 2 - un moyeu creux réalisé en une seule pièce, le moyeu comportant une surface externe et un logement central, le moyeu présentant une denture externe s'étendant sur la périphérie d'une partie de la surface externe et une denture interne s'étendant sur la périphérie d'une partie du logement central, et 5 - un arbre, l'arbre comportant une denture en saillie complémentaire de la denture interne du moyeu et l'arbre étant reçu à l'intérieur du logement central, de sorte que la denture de l'arbre coopère avec la denture interne du moyeu. Le moyeu creux réalisé en une seule pièce permet de réduire l'encombrement axial de l'ensemble de transmission. 10 L'ensemble de transmission selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute combinaison techniquement possible : - le moyeu et l'arbre s'étendent selon un axe central, un débattement axial de l'arbre à l'intérieur du logement central selon ledit axe central étant autorisé ; 15 - la dimension de la denture de l'arbre mesurée selon l'axe central est inférieure à celle de la denture interne du moyeu ; - le logement central comporte une première partie et une deuxième partie, le diamètre de la première partie étant inférieur au diamètre de la deuxième partie et la denture interne s'étendant sur la périphérie de la deuxième partie ; 20 - l'arbre comporte un corps et une tête, la tête présentant un diamètre supérieur au diamètre du corps, la denture de l'arbre s'étendant sur la périphérie d'une partie de la tête, ladite tête étant reçue dans la deuxième partie du logement central ; - l'ensemble de transmission comporte une bague engagée autour de l'arbre et fixée sur le logement central, ladite bague portant un joint en contact avec l'arbre ; 25 - une partie extrême axiale du logement central est fermée par un capot ; - l'ensemble de transmission comprend une roue d'un réducteur s'engrenant sur la denture externe du moyeu. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un ensemble de transmission d'un couple en sortie d'un moteur vers un réducteur, tel que décrit ci-dessus, 30 comprenant les étapes suivantes : - fourniture d'un moyeu creux réalisé en une seule pièce, le moyeu comportant une surface externe et un logement central, le moyeu présentant une denture externe et une denture interne, la denture externe s'étendant sur la périphérie d'une partie de la surface externe et la denture interne s'étendant sur la périphérie d'une partie du logement 35 central, 3 - fourniture d'un arbre comportant une denture en saillie complémentaire de la denture interne du moyeu, et - insertion de l'arbre à l'intérieur du logement central, la denture de l'arbre étant conjuguée à la denture interne du moyeu, de sorte que la denture de l'arbre coopère avec 5 la denture interne du moyeu. Le procédé de fabrication d'un ensemble de transmission dans lequel l'arbre comporte un corps et une tête peut comprendre les étapes suivantes : - insertion du corps dans le logement central par une première ouverture du logement, 10 - insertion de la tête de l'arbre par la deuxième ouverture du logement, et - fixation de la tête sur le corps. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : 15 - la figure 1 est une vue en coupe d'un ensemble de transmission selon l'invention reliant la sortie d'un moteur à un réducteur (non représenté ici) ; - la figure 2 est une vue en coupe de la partie de l'ensemble de transmission de la figure 1 côté réducteur. Un ensemble de transmission 10 selon l'invention est représenté 20 schématiquement sur les figures 1 et 2. L'ensemble de transmission 10 est destiné à transmettre un couple généré à la sortie d'un moteur 12 vers un réducteur (non représenté ici). Comme connu en soi, le réducteur transmet le mouvement de rotation du moteur à au moins une roue et permet d'ajuster le rapport de transmission en l'arbre du moteur et la roue. Dans cet exemple, 25 l'ensemble de transmission 10 est destiné à être monté sur un bogie d'un véhicule ferroviaire. Un premier mode de réalisation de l'ensemble de transmission selon l'invention va maintenant être décrit. L'ensemble de transmission 10 comporte un moyeu 16 creux et un arbre 18. 30 Selon un mode de réalisation particulier, le moyeu 16 et l'arbre 18 s'étendent selon un même axe central A. Le moyeu 16 creux est réalisé en une seule pièce, c'est-à-dire qu'il ne comprend pas plusieurs parties assemblées entre elles par des moyens de fixation. Le moyeu 16 creux comporte une surface externe 20 cylindrique, tournée vers 35 l'extérieur de l'ensemble de transmission 10, et un logement central 22 s'étendant à l'intérieur du moyeu autour de l'axe central A. 4 Le moyeu 16 creux comporte une denture externe 24 s'étendant sur la périphérie d'une partie de la surface externe 20, autour de la surface externe 20. Selon un mode de réalisation particulier, une roue du réducteur (non représentée ici) s'engraine sur la denture externe 24 du moyeu 16. De la sorte, la rotation de moyeu 5 creux autour de son axe central entraine la mise en mouvement de la roue du réducteur. Le moyeu 16 comporte une denture interne 26 s'étendant sur la périphérie d'une partie du logement central 22. Selon un mode de réalisation particulier, la denture interne 26 est plus éloignée de la sortie du moteur 12 que la denture externe 24 selon la direction de l'axe A. 10 Selon un mode de réalisation particulier, le logement central 22 comporte une première partie 28 et une deuxième partie 30. Par exemple, la première partie 28 du logement 22 est de forme sensiblement cylindrique de diamètre constant. Alternativement et comme représenté sur les figures, la première partie 28 peut 15 être de forme tronconique et présenter un diamètre minimal du côté de la deuxième partie 30 et un diamètre maximal du côté de la sortie du moteur 12, le diamètre croissant de façon linéaire entre le diamètre minimal et le diamètre maximal. Avantageusement, la deuxième partie 30 forme un cylindre de révolution. Le diamètre de la première partie 28 du logement central 22 est par exemple 20 inférieur au diamètre de la deuxième partie 30 du logement central 22. Selon un mode de réalisation particulier, le diamètre minimal de la première partie 28 du logement central 22 est inférieur au diamètre de la deuxième partie 30 du logement central 22. Ainsi, le logement central 22 comprend un étranglement au niveau de la transition entre la première partie 28 et la deuxième partie 30. 25 Selon un mode de réalisation, la denture interne 26 s'étend sur la périphérie de la deuxième partie 30 du logement central 22. Le logement central 22 comporte en outre une partie extrême axiale 32 située du côté opposé au moteur. Cette partie extrême axiale 32 est par exemple fermée par un capot 34. 30 L'arbre 18 est reçu à l'intérieur du logement central 22. Avantageusement, l'arbre 18 présente un débattement axial à l'intérieur du logement central 22 selon l'axe central A pour autoriser les débattements relatifs entre le moteur et le réducteur selon l'axe central A. L'arbre 18 comporte une denture 38 en saillie sur sa périphérie. La denture 38 de 35 l'arbre 18 est complémentaire de la denture interne 26 du moyeu 16, de sorte que la 5 denture 38 de l'arbre 18 coopère avec la denture interne 26 du moyeu 16, lorsque l'arbre 18 est reçu à l'intérieur de logement central 22. Selon un mode de réalisation particulier, la dimension de la denture 38 de l'arbre 18 mesuré selon l'axe central A présente une longueur inférieure ou égale à celle de la 5 denture interne 26 du moyeu 16. Cette différence de longueur permet d'éviter le décrochage de l'arbre 18 au cours du débattement axial de ce dernier à l'intérieur du logement central 22, c'est-à-dire que la denture de l'arbre 38 coopère toujours avec la denture interne 26 quelle que soit la position axiale de l'arbre 18 par rapport au logement central 22. 10 Selon un mode de réalisation particulier représenté sur les figures 1 et 2, l'arbre 18 comporte un corps 40 et une tête 42. Le corps 40 et la tête 42 sont par exemple fixés l'un à l'autre par des éléments de fixation ou par soudage. La tête 42 présente un diamètre supérieur au diamètre du corps 40 et supérieur au diamètre minimal de la première partie 28 du logement central 22. 15 Le corps 40 s'étend dans la première partie 28 du logement central 22 et passe par l'étranglement formé dans le logement central. La tête 42 est reçue dans la deuxième partie 30 du logement central 22 et la denture 38 de l'arbre 18 s'étend sur la périphérie d'une partie de ladite tête 42. Ainsi, la tête 42 est retenue dans la deuxième partie 30 par l'étranglement entre la première partie et la deuxième partie d'un côté et par le capot 34 20 de l'autre côté, ce qui empêche tout sortie de la tête hors de la deuxième partie 30 lors des débattement axiaux de l'arbre. La tête 42 comporte une rainure annulaire 43 s'étendant autour de l'axe principal A. L'ensemble de transmission 10 comporte en outre une bague 44 engagée autour 25 de l'arbre 18 et fixée sur le logement central 22. La bague 44 porte un joint 46 qui est en contact avec l'arbre 18. Selon un mode de réalisation particulier, la bague 44 est reçue en partie à l'intérieur de la rainure annulaire 43, le joint 46 étant en contact avec une des parois définies par la rainure annulaire 43 afin d'assurer une étanchéité entre la première partie 30 28 du logement 22 et la deuxième partie 30 du logement 22. Un procédé de fabrication de l'ensemble de transmission 10 selon l'invention va maintenant être décrit. Un moyeu 16 creux est fabriqué en une seule pièce. Par exemple, le moyeu 16 creux est fabriqué par moulage. 35 Le moyeu 16 comporte une surface externe 20 et un logement central 22. 6 Le moyeu 16 comporte une denture externe 24 s'étendant sur la périphérie d'une partie de la surface externe 20. Le moyeu 16 comporte une denture interne 26 s'étendant sur la périphérie d'une partie du logement central 22. 5 Un arbre 18 comportant une denture 38 en saillie est fabriqué. Puis, l'arbre 18 est inséré à l'intérieur du logement central 22 du moyeu 16 creux. La denture 38 de l'arbre 18 est positionnée de sorte qu'elle est conjuguée à la denture interne 26 du moyeu 16. La denture 38 de l'arbre 18 coopère ainsi avec la denture interne 26 du moyeu 16. 10 Selon un mode de réalisation particulier dans lequel l'arbre 18 comprend un corps et une tête 42, lesdits corps 40 et tête 42 sont fabriqués séparément de sorte que le corps 40 et la tête 42 ne soient pas fixés l'un à l'autre. Le corps 40 est inséré dans le logement central 22 du moyeu 16 par une première ouverture 48 du logement central 22 et la tête 42 de l'arbre 18 est insérée dans le 15 logement central 22 par une deuxième ouverture 50 du logement central 22 située au niveau de la partie extrême axiale 32, ce qui permet le montage de l'arbre dans le logement central en bloquant la tête à l'intérieur de la deuxième partie du logement central alors que le moyeu est réalisé d'une seule pièce. Selon un mode de réalisation particulier, une bague 44 est réalisée. La bague 44 20 est insérée à l'intérieur du logement 22 et est fixé dessus avant l'insertion de l'arbre 18 à l'intérieur du logement 22. Selon un mode de réalisation particulier, un capot 34 est placé au niveau de la partie extrême axiale 32, de sorte qu'il ferme la partie extrême axiale 32 du logement central 22. 25 Selon un mode de réalisation particulier, une roue du réducteur (non représentée ici) s'engraine sur la denture externe 24 du moyeu 16. L'utilisation d'un moyeu réalisé en une seule pièce et comportant deux dentures permet de réduire l'encombrement axial de l'ensemble de transmission. Il est ainsi possible de réduire cet encombrement d'une vingtaine de millimètres en supprimant 30 l'épaisseur occupée précédemment par l'épaisseur de la paroi du manchon et celle de la tête des vis fixant ledit manchon au moyeu. L'encombrement sur le bogie est significativement réduit. Le montage de l'ensemble de transmission selon l'invention est simplifié et permet d'obtenir une meilleure concentricité entre le moyeu creux et l'arbre par rapport à un 35 ensemble comprenant en plus un manchon. 7 De plus, un tel moyeu creux nécessite une logistique et des coûts de production moindres, REVENDICATIONS1.- Ensemble de transmission (10) d'un couple en sortie d'un moteur (12) vers un réducteur, l'ensemble (10) comportant : - un moyeu (16) creux réalisé en une seule pièce, le moyeu (16) comportant une surface externe (20) et un logement central (22), le moyeu (16) présentant une denture externe (24) s'étendant sur la périphérie d'une partie de la surface externe (20) et une denture interne (26) s'étendant sur la périphérie d'une partie du logement central (22), et - un arbre (18), l'arbre (18) comportant une denture (38) en saillie complémentaire de la denture interne (26) du moyeu (16) et l'arbre (18) étant reçu à l'intérieur du logement central (22), de sorte que la denture (38) de l'arbre (18) coopère avec la denture interne (26) du moyeu (16). 2.- Ensemble de transmission (10) selon la revendication 1, dans lequel le moyeu (16) et l'arbre (18) s'étendent selon un axe central (A), un débattement axial de l'arbre (18) à l'intérieur du logement central (22) selon ledit axe central (A) étant autorisé. 3.- Ensemble de transmission (10) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel la dimension de la denture (38) de l'arbre (18) mesurée selon l'axe central (A) est inférieure à celle de la denture interne (26) du moyeu (16). 4.- Ensemble de transmission (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le logement central (22) comporte une première partie (28) et une deuxième partie (30), le diamètre de la première partie (28) étant inférieur au diamètre de la deuxième partie (30) et la denture interne (26) s'étendant sur la périphérie de la deuxième partie (30). 5.- Ensemble de transmission (10) selon la revendication 4, dans lequel l'arbre (18) comporte un corps (40) et une tête (42), la tête (42) présentant un diamètre supérieur au diamètre du corps (40), la denture (38) de l'arbre (18) s'étendant sur la périphérie d'une partie de la tête (42), ladite tête (42) étant reçue dans la deuxième partie (30) du logement central (22). 6.- Ensemble de transmission (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comportant une bague (44) engagée autour de l'arbre (18) et fixée sur le logement central (22), ladite bague (44) portant un joint (46) en contact avec l'arbre (18). 9 7.- Ensemble de transmission (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel une partie extrême axiale (32) du logement central (22) est fermée par un capot (34). 5 8.- Ensemble de transmission (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant une roue d'un réducteur s'engrenant sur la denture externe (24) du moyeu (16). 10 9.- Procédé de fabrication d'un ensemble de transmission (10) d'un couple en sortie d'un moteur (12) vers un réducteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 comprenant les étapes suivantes : - fourniture d'un moyeu (16) creux réalisé en une seule pièce, le moyeu (16) comportant une surface externe (20) et un logement central (22), le moyeu (16) 15 présentant une denture externe (24) et une denture interne (26), la denture externe (24) s'étendant sur la périphérie d'une partie de la surface externe (20) et la denture interne (26) s'étendant sur la périphérie d'une partie du logement central (22), - fourniture d'un arbre (18) comportant une denture (38) en saillie complémentaire de la denture interne (26) du moyeu (16), et 20 - insertion de l'arbre (18) à l'intérieur du logement central (22), la denture (38) de l'arbre (18) étant conjuguée à la denture interne (26) du moyeu (16), de sorte que la denture (38) de l'arbre (18) coopère avec la denture interne (26) du moyeu (16). 10.- Procédé de fabrication selon la revendication 9 d'un ensemble de 25 transmission (10) selon la revendication 5, dans lequel l'insertion de l'arbre (18) dans le logement central (22) du moyeu (16) comprend les étapes suivantes : - insertion du corps (40) dans le logement central (22) par une première ouverture (48) du logement (22), - insertion de la tête (42) de l'arbre (18) par la deuxième ouverture (50) du 30 logement (22), et - fixation de la tête (42) sur le corps (40).