Brevet FR3101386A1 — publié le 20210402

L'invention porte sur un réducteur de vitesse (10) pour véhicule automobile comportant: - un carter (13) délimitant un volume creux (15) rempli au moins en partie par un volume d'huile, - au moins une couronne (11) immergée au moins en partie dans l'huile, - ladite couronne (11) comportant un espace vide (18), - une pièce de compensation (17) de volume d'huile étant fixée sur la couronne (11) de façon à combler au moins en partie l'espace vide (18) de ladite couronne (11) pour réduire un volume d'huile à l'intérieur du carter (13) nécessaire à la lubrification du réducteur de vitesse (10). Figure 2 REDUCTEUR DE VITESSE POUR VEHICULE AUTOMOBILE MUNI D'UNE PIECE DE COMPENSATION D'UN VOLUME D'HUILE La présente invention porte sur un réducteur de vitesse pour véhicule automobile muni d'une pièce de compensation d'un volume d'huile. L’invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, avec les véhicules électriques munis d'un réducteur de vitesse. L'invention pourra également être mise en œuvre avec une boîte de vitesses manuelle ou automatique. De façon connue en soi, un véhicule électrique comporte un réducteur de vitesse afin de rendre compatible la vitesse de rotation très élevée d'un moteur électrique de traction avec celle des roues du véhicule. Le réducteur de vitesse est muni d'un arbre primaire destiné à être connecté à un arbre de sortie du moteur électrique. L'arbre primaire est lié mécaniquement à un arbre secondaire par l'intermédiaire d'un engrenage à un ou plusieurs étages en fonction du rapport de réduction souhaité. L'arbre secondaire comporte un pignon en prise avec une couronne de pont de différentiel d'un train du véhicule. Un niveau d’huile minimum à l'intérieur du carter du réducteur est nécessaire afin d'assurer la lubrification des pièces tournantes (arbres, pignons, roulements) et donc garantir un bon rendement et une longue durée de vie du réducteur. La géométrie de certaines couronnes de pont est issue de l'optimisation de forme des réducteurs pour obtenir notamment un gain en poids de l'ensemble. Or, cette géométrie optimisée induit un espace vide perdu générant un volume d’huile superflu pour son remplissage qui n'est pas utile d'un point de vue fonctionnel. L'invention vise à remédier efficacement à cet inconvénient en proposant un réducteur de vitesse pour véhicule automobile comportant: - un carter délimitant un volume creux rempli au moins en partie par un volume d'huile, - au moins une couronne immergée au moins en partie dans l'huile, - ladite couronne comportant un espace vide, - une pièce de compensation de volume d'huile étant fixée sur la couronne de façon à combler au moins en partie l'espace vide de ladite couronne pour réduire un volume d'huile à l'intérieur du carter nécessaire à la lubrification du réducteur de vitesse. L'invention permet ainsi de remplacer l’espace vide de la couronne comblé d’huile en un espace vide comblé par la pièce de compensation, et donc de diminuer la quantité d’huile nécessaire pour la lubrification des différents composants du réducteur. Même si le gain en volume d'huile est faible pour un réducteur donné, l'invention permet de réaliser une économie d'échelle pour tous les réducteurs produits. L'invention permet également de diminuer le phénomène de barbotage en réduisant le frottement entre les pièces tournantes et l'huile, ce qui améliore le rendement du système. Selon une réalisation, la couronne comporte une paroi interne annulaire d'orientation radiale délimitant une ouverture centrale, et un rebord annulaire externe muni de dents à sa périphérie externe, dit rebord denté. Selon une réalisation, la pièce de compensation s'étend axialement entre une face d'extrémité axiale de la paroi interne et une face d'extrémité axiale du rebord denté. Selon une réalisation, la pièce de compensation s'étend radialement entre une périphérie interne du rebord denté et une périphérie interne de la paroi interne. Selon une réalisation, la pièce de compensation est une pièce creuse. Selon une réalisation, la pièce de compensation est réalisée dans un matériau plastique. Selon une réalisation, la pièce de compensation est fixée sur la couronne au moyen d'organes de fixation, tels que des vis, traversant des trous réalisés dans la pièce de compensation et coopérant avec des trous de fixation taraudés ménagés dans la couronne. Selon une réalisation, la pièce de compensation comble un volume creux de façon à permettre un gain en volume d'huile de l'ordre de 100 mL. L'invention a également pour objet un véhicule comportant un réducteur de vitesse tel que précédemment défini. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. Ces figures ne sont données qu’à titre illustratif mais nullement limitatif de l’invention. La figure 1 est une vue en perspective et en coupe de la partie inférieure d'un réducteur de vitesse montrant un espace vide d'une couronne de pont; La figure 2 est une vue en coupe de la partie inférieure d'un réducteur de vitesse selon l'invention comportant une pièce de compensation disposée dans l'espace vide de la couronne de pont; La figure 3 est une vue en perspective d'une couronne de pont utilisée avec la pièce de compensation selon l'invention et associée à un boîtier différentiel; La figure 4 est une vue de face d'une couronne de pont sur laquelle est fixée une pièce de compensation selon l'invention; La figure 5 est une vue en perspective d'une couronne de pont sur laquelle est fixée une pièce de compensation selon l'invention qui a été coupée au niveau d'huile afin d'illustrer sa partie immergée dans l'huile; La figure 6a est une vue de côté d'un réducteur illustrant le niveau d'huile minimum obligatoire requis pour la lubrification d'un réducteur selon l'état de la technique obtenu pour un volume d'huile nominal; La figure 6b est une vue de côté d'un réducteur illustrant, pour le volume d'huile nominal, l'augmentation de niveau d'huile lorsqu'une pièce de compensation est montée sur la couronne de pont; La figure 6c est une vue de côté d'un réducteur illustrant le niveau d'huile minimum obligatoire requis pour la lubrification du réducteur obtenu pour un volume d'huile inférieur au volume d'huile nominal lorsqu'une pièce de compensation est montée sur la couronne de pont. Les éléments identiques, similaires, ou analogues conservent les mêmes références d'une figure à l'autre. Les figures 1 et 2 montrent un réducteur de vitesse 10 pour véhicule automobile muni d'un arbre primaire destiné à être connecté à un arbre de sortie d'un moteur électrique de traction. L'arbre primaire est lié mécaniquement à un arbre secondaire par l'intermédiaire d'un engrenage à un ou plusieurs étages en fonction du rapport de réduction souhaité. L'arbre secondaire comporte un pignon en prise avec une couronne de pont 11 d'un différentiel d'un train du véhicule. Le réducteur 10 pourra indifféremment être monté sur le train avant ou arrière du véhicule portant le moteur électrique de traction. Ce réducteur 10 comporte un carter 13 délimitant un volume creux 15 rempli au moins en partie par un volume d'huile pour la lubrification des composants internes du réducteur 10. Le niveau d'huile correspondant est référencé Nh. La couronne de pont 11 d'axe X est située en partie basse du réducteur et est donc immergée au moins en partie dans l'huile. Comme on peut le voir sur les figures 2, 4, et 5, une pièce de compensation 17 de volume d'huile est fixée sur la couronne de pont 11 de façon à combler au moins en partie un espace vide 18 de la couronne 11 pour réduire le volume d'huile à l'intérieur du carter 13 nécessaire à la lubrification de la couronne 11 et autres composants du réducteur 10 (roulements des arbres primaire et secondaire). Excepté la fonction de remplissage de l'espace vide 18 de la couronne 11, la pièce de compensation 17 n'a aucune autre fonction mécanique particulière au sein du réducteur 10. Dans la suite de la description, les orientations axiale et radiale sont entendues par référence à l'axe X de la couronne de pont 11. En l’occurrence, comme on peut le voir sur les figures 3, 4, et 5, la couronne 11 comporte une paroi interne 11.1 annulaire d'orientation radiale délimitant une ouverture centrale 20 pour permettre la fixation d'un boîtier différentiel 21, et un rebord 11.2 annulaire externe muni de dents 24 à sa périphérie externe, dit rebord denté. Le rebord denté 11.2 est issu d'une périphérie externe de la paroi interne 11.1. Le rebord denté 11.2 s'étend en saillie axiale par rapport à la paroi interne 11.1, de part et d'autre de la paroi interne 11.1. L’espace vide 18 s'étend axialement, sur une distance L1, entre une face extrémité axiale de la paroi interne 11.1 et une face d'extrémité axiale du rebord denté 11.2, tel que montré sur la figure 3. L’espace vide 18 s'étend radialement, sur une distance L2, entre une périphérie interne du rebord denté 11.2 et une périphérie interne de la paroi interne 11.1. La pièce de compensation 17 présente une forme annulaire complémentaire de l'espace vide 18. De façon analogue, la pièce de compensation 17 s'étend donc axialement sur la distance L1 entre la face extrémité axiale de la paroi interne 11.1 et une face d'extrémité axiale du rebord denté 11.2, tel que montré sur les figures 4 et 5. La pièce de compensation 17 s'étend radialement sur la distance L2 entre une périphérie interne du rebord denté 11.2 et une périphérie interne de la paroi interne 11.1. Avantageusement, la pièce de compensation 17 est une pièce creuse réalisée dans un matériau plastique. En variante, dans un mode de réalisation dégradé, la pièce de compensation 17 pourrait toutefois être réalisée dans un matériau plein et/ou réalisée dans un matériau autre que le plastique, notamment un matériau métallique. Comme cela est illustré par la figure 5, la pièce de compensation 17 est de préférence fixée sur la couronne 11 au moyen d'organes de fixation 25, tels que des vis, traversant des trous 26 réalisés dans la pièce de compensation 17 et coopérant avec des trous de fixation 27 taraudés ménagés dans la paroi interne 11.1 de la couronne 11. D'autres trous de fixation 27 de la couronne 11 sont utilisés pour assurer la fixation de la couronne 11 au boîtier différentiel 21 au moyen d'organes de fixation, tels que des vis. En variante, les organes de fixation 25 pourront être constitués de rivets ou tout autre moyen de fixation adapté à l'application. En variante, la pièce de compensation 17 pourra être fixée sur la couronne de pont 11 au moyen d'un dispositif d'encliquetage. En variante, la fixation entre les pièces 17 et 11 pourra être réalisée par collage ou soudage ou toute autre technique de fixation adaptée à l'application. La figure 6a est une vue de côté d'un réducteur 10 montrant le roulement 29 de l'arbre primaire, le roulement 30 de l'arbre secondaire, ainsi que le roulement 31 de l'arbre de sortie du différentiel. L'huile projetée par la couronne 11 en rotation est guidée par une goulotte 33 vers un accumulateur d'huile 34. L'huile contenue dans l'accumulateur 34 est redirigée notamment vers les roulements 29, 30, 31 au moyen de rampes 35 correspondantes pour garantir la lubrification des roulements. Le niveau d'huile de référence Nh_ref correspond au niveau d'huile minimum obligatoire requis pour la lubrification d'un réducteur 10 selon l'état de la technique obtenu pour un volume d'huile nominal Vnom, par exemple de l'ordre de 1.2L. La figure 6b illustre, pour le volume d'huile nominal Vnom, l'augmentation de niveau d'huile Nh_exc lorsque la pièce de compensation 17 est montée sur la couronne de pont 11. La figure 6c illustre le niveau d'huile minimum Nh_ref obligatoire requis pour la lubrification du réducteur 10 obtenu pour un volume d'huile Vinv inférieur au volume d'huile nominal Vnom lorsque la pièce de compensation 17 est montée sur la couronne de pont 11. Le volume Vinv est par exemple de l'ordre de 1.1L, ce qui signifie que la pièce de compensation 17 comble un volume creux 15 de façon à permettre un gain en volume d'huile de l'ordre de 100 mL. Cela correspond au volume de la pièce 17 immergé dans l'huile montré sur la figure 5. Par "de l'ordre de", on entend une variation de plus ou moins 10% autour de la valeur cible. L'invention a également pour objet un véhicule, notamment électrique ou hybride, comportant le réducteur de vitesse 10. Réducteur de vitesse (10) pour véhicule automobile comportant: - un carter (13) délimitant un volume creux (15) rempli au moins en partie par un volume d'huile, - au moins une couronne (11) immergée au moins en partie dans l'huile, - ladite couronne (11) comportant un espace vide (18), caractérisé en ce qu'une pièce de compensation (17) de volume d'huile est fixée sur la couronne (11) de façon à combler au moins en partie l'espace vide (18) de ladite couronne (11) pour réduire un volume d'huile à l'intérieur du carter (13) nécessaire à la lubrification du réducteur de vitesse (10). Réducteur de vitesse selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couronne (11) comporte: - une paroi interne (11.1) annulaire d'orientation radiale délimitant une ouverture centrale (20), et - un rebord (11.2) annulaire externe muni de dents (24) à sa périphérie externe, dit rebord denté (11.2). Réducteur de vitesse selon la revendication 2, caractérisé en ce que la pièce de compensation (17) s'étend axialement entre une face d'extrémité axiale de la paroi interne (11.1) et une face d'extrémité axiale du rebord denté (11.2). Réducteur de vitesse selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la pièce de compensation (17) s'étend radialement entre une périphérie interne du rebord denté (11.2) et une périphérie interne de la paroi interne (11.1). Réducteur de vitesse selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la pièce de compensation (17) est une pièce creuse. Réducteur de vitesse selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la pièce de compensation (17) est réalisée dans un matériau plastique. Réducteur de vitesse selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la pièce de compensation (17) est fixée sur la couronne (11) au moyen d'organes de fixation (25), tels que des vis, traversant des trous (26) réalisés dans la pièce de compensation (17) et coopérant avec des trous de fixation (27) taraudés ménagés dans la couronne (11). Réducteur de vitesse selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la pièce de compensation (17) comble un volume creux (15) de façon à permettre un gain en volume d'huile de l'ordre de 100 mL. Véhicule comportant un réducteur de vitesse (10) tel que défini selon l'une quelconque des revendications précédentes.