Brevet FR3131611A1 — publié le 20230707

L’invention concerne une roue dentée (10) d’axe (X), ladite roue dentée comportant une bande d’engrènement (1), reliée par un voile 3 à un moyeu 5, caractérisée en ce que ladite roue dentée comporte au moins un relief (33) fixé par soudure au voile (3) et/ou à la bande d’engrènement (1). L’invention concerne également un ensemble d’engrenage comportant une telle roue dentée ainsi qu’un procédé de fabrication d’une roue dentée. Figure pour l’abrégé : Fig. 3a Roue dentée - Ensemble comportant une telle roue dentée Procédé de fabrication Le domaine de la présente invention est celui de la transmission pour les engins de mobilité en particulier les engins de mobilité comportant un moteur électrique et au moins une roue. La présente invention s’intéresse en particulier aux véhicules automobiles. De tels engins de mobilité comportent de façon connue un réducteur avec plusieurs roues dentées. Il est également connu que ce réducteur est générateur de bruit, en particulier à la fréquence de résonnance. Il est connu que la fréquence de résonance des roues dentées est une caractéristique essentielle pour la bruyance des transmissions pour engin de mobilité électrique. Les roues dentées doivent être suffisamment raides pour ne pas avoir à fonctionner à la résonance. Il existe un besoin pour trouver un compromis entre la masse du réducteur et la raideur des roues dentées. Les vibrations générées lors de l’utilisation du réducteur peuvent provoquer une déformation des roues dentée à certaines fréquences. Les roues dentées comporte classiquement un voile pour relier une denture à un moyeu de fixation de la roue sur l’arbre. Ces déformations dépendent de la géométrie de la denture et de la position du voile par rapport au moyeu. Il existe un besoin pour améliorer la géométrie de la roue dentée et ainsi anticiper le risque de déformation. Pour répondre à tout ou partie de ces besoins, l’invention selon un premier aspect a pour objet une roue dentée destinée à être montée sur un arbre, ladite roue dentée comportant une bande d’engrènement, reliée par un voile à un moyeu, ladite roue dentée étant caractérisée en ce qu’elle comporte au moins un relief s’étendant dans la direction de son axe et fixé par soudure au voile et/ou à la bande d’engrènement. Le relief selon l’invention s’étend notamment d’une part autour de l’axe de la roue, d’autre part axialement. Avantageusement selon l’invention le relief s’étend dans la direction de l’axe de la roue ce qui permet au relief d’avoir une certaine flexibilité par rapport au voile. Le relief, aux différentes fréquences d’utilisation de la roue dentée, peut ainsi vibrer ou être déformé indépendamment des effets vibratoires sur la bande d’engrènement ou le voile. De préférence le voile et la bande d’engrènement sont monoblocs et venus de matière simultanément par exemple par forgeage, pressage ou moulage. Selon les modes de réalisation, la roue dentée selon l’invention peut présenter de façon alternative ou complémentaire une des caractéristiques suivantes : le au moins un relief est fixé à un coté du voile, autrement dit dans le cadre de l’invention il est soudé, directement ou non, à un coté du voile. le au moins un relief est fixé à une périphérie intérieure de la bande d’engrènement le relief présente une forme annulaire, fermée ou non Le relief peut être cylindrique ou non. la roue dentée comporte au moins une zone de fixation entre le relief et le voile ou entre le relief et la bande d’engrènement, notamment un nombre impair de zone de zone de fixation. La roue dentée peut comporter plusieurs zones de fixation angulairement répartis de façon irrégulière autour de l’axe de la roue. Le plus grand écart angulaire entre deux zones de fixation successives est par exemple au moins deux fois plus grand, voire plus de trois fois supérieur au plus petit écart angulaire entre deux zones de fixation successives. L’écart angulaire entre deux zones de fixation successives est notamment compris entre 10° et 200°, voire entre 20° et 180°, en particulier entre 25° et 150°. Dans une variante les zones de fixation sont angulairement répartis régulièrement autour de l’axe. la roue dentée comporte au moins une gorge délimitée en partie par le relief. La gorge est par exemple située entre le relief et le voile. Dans une variante, la gorge est intérieure au voile. La gorge peut être continue ou non. Dans une variante où la gorge est discontinue, elle peut comporter plusieurs portions, par exemple chacune située entre deux zones de fixation successives. La roue dentée peut comporter au moins une première gorge, en particulier située du même côté de la roue dentée que le voile. La première gorge est par exemple située à une périphérie intérieure de la bande d’engrènement. Elle peut être délimitée par la bande d’engrènement et le relief de la roue dentée. Dans un autre exemple la première gorge est située entre le relief et le moyeu. La roue dentée peut comporter une deuxième gorge, notamment située dans le voile. La deuxième gorge peut être traversante ou non. le au moins un relief présente en coupe un profil variable autour de l’axe de la roue. Le relief peut présenter une section transversale variable autour de l’axe de la roue. En particulier, la hauteur selon l’axe de la roue d’une section radiale du relief varie selon la position angulaire de ladite section par rapport à l’axe de la roue. en coupe radiale le relief peut présenter une forme polygonale , rectangulaire, oblongue ou une forme en « i », en « h » ou en « u ». la roue dentée comporte un élément amortissant entre le relief et le voile, la roue dentée comporte un élément amortissant entre le relief et la bande d'engrènement. le relief a une fréquence de résonance qui lui est propre. La fréquence de résonance du relief se mesure par exemple en le fixant sur un support de raideur infinie. La fréquence de résonance du relief peut ainsi être choisie de manière adéquate en fonction de la fréquence de résonance du voile et/ou de la fréquence de résonance de la bande d’engrènement pour en diminuer les effets vibratoires. la roue dentée présente une raideur globale, elle comporte au moins un élément poutre de raideur locale distincte de ladite raideur globale. Au moins un élément poutre peut former le au moins un relief. le voile est plein le voile comporte au moins une ouverture, par exemple entre une et dix ouvertures, par exemple six, sept, huit ou neuf. la denture est droite la denture est hélicoïdale Selon un autre de ses aspects, l’invention a pour objet un ensemble d’engrenage comportant une roue dentée telle que précédemment décrite et un arbre solidaire en rotation avec la roue dentée. L’arbre est par exemple l’arbre d’un moteur électrique destiné à équiper un engin de mobilité. L’engin de mobilité peut être un véhicule automobile en particulier à propulsion électrique ou hybride. Ce peut être un véhicule industriel ou de chantier. L’engin de mobilité peut être un engin autonome ou non. Ce peut être un engin de mobilité dite légère à une ou plusieurs roues tel un vélo à assistance électrique ou un tricycle. Selon un mode de réalisation de l’ensemble d’engrenage la roue dentée et l’arbre sont monobloc. Autrement dit ils sont venus de matière notamment par pressage, forgeage ou moulage. Dans un autre mode de réalisation la roue dentée est emmanchée à force sur l’arbre. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins dans lesquels : - les figures 1a et 1b sont des vues isométrique et en coupe d’un mode de réalisation d’une roue dentée selon l’invention, - la est une vue similaire à la pour une variante du premier mode de réalisation d’une roue dentée selon l’invention, - les figures 2a et 2b sont des vues isométrique et en coupe d’un autre mode de réalisation d’une roue dentée selon l’invention, - la illustre une autre variante d’une roue dentée selon l’invention, - la est une vue d’un détail IIIb de la , - les figures 4a à 4c illustrent en coupe le relief d’une roue dentée selon différentes variantes, - la illustre une autre variante d’une roue dentée selon l’invention, et - la représente un ensemble d’engrenage selon le deuxième aspect de l’invention. Sur les figures, les éléments communs à plusieurs modes de réalisation conservent la même référence. La roue dentée 10 d’axe X illustrée figures 1a et 1b comporte une bande d’engrènement 1 reliée par un voile 3 à un moyeu 5 et un relief 33 s’étendant dans la direction de l’axe X de la roue dentée. Le relief 33 présente ici une forme annulaire fermée d’axe X. Il est fixé au voile 3 par soudure au niveau de trois zones de fixation 333 angulairement répartis régulièrement autour de l’axe X. Dans l’exemple illustré, deux zones de fixation 333 sont ainsi séparées par un angle α de 120°. La roue dentée 10 comporte d’un premier côté deux premières gorges 70. L’une des premières gorges 70 est située entre la bande d’engrènement 1 et le relief 33. L’autre première gorge 70 est située entre le relief 33 et le moyeu 5. Les premières gorges 70 sont continues. Elles sont ici adjacentes, autrement dit elles sont reliées l’une à l’autre au niveau de l’espace entre le relief 33 et le voile 3. La bande d’engrènement 1 comporte une denture 11, sur la périphérie extérieure de la roue dentée. La roue dentée 10 présente une raideur globale, le relief 33 ici est formé d’un élément poutre de raideur locale distincte de ladite raideur globale. Dans les autres modes de réalisation représentés une même référence est utilisé pour des éléments analogues. Les éléments de description déjà expliqués ne sont pas repris systématiquement, seules les particularités des différents exemples sont détaillées. La roue dentée 10 représentée sur la comporte cinq zones de fixation 333. Celles-ci ne sont pas réparties régulièrement autour de l’axe X. Le plus petit écart angulaire entre deux zones de fixation 333 successives est dans l’exemple illustré égal à 30°. Le plus grand écart angulaire entre deux zones de fixation 333 successives, égale à 100°, il est ainsi plus de trois fois supérieur au plus petit écart angulaire entre deux zones de fixation 333 successives. Deux zones de fixation 333 successives sont ici séparées par un angle α de 30°, respectivement de 90°, 100°, 80° et 60°. L’exemple de roue dentée 10 illustré aux Figures 2a et 2bcomporte en outre une deuxième gorge 80 à l’intérieur du voile 3. La deuxième gorge 80 est discontinue comme le montre la ; elle comporte ici trois portions, chacune située entre deux zones de fixation 333. Dans l’exemple illustré la deuxième gorge 80 traverse le voile 3. La montre un autre mode de réalisation d’une roue dentée 10. Dans cet exemple le relief 33 présente une forme fermée formée de trois arcs de cercle 331. La roue dentée 10 comporte une première gorge 70 continue délimitée par la bande d’engrènement 1et le relief 33. La roue dentée 10 comporte en outre une deuxième gorge 80 continue non visible sur la figure. Dans une autre variante non illustrée, correspondant au premier mode de réalisation, le relief présente également une forme fermée comportant plusieurs parties en forme de segments de droite ou en forme d’arc de cercle. Le relief est relié à une périphérie intérieure de la bande d’engrènement par des zones de liaison, en particulier en nombre impair. Les zones de liaison sont par exemple situées au milieu des portions en en forme de segments de droite ou en forme d’arcs de cercle. Dans différentes variantes les zones de liaison sont situées à l’intersection de deux parties en forme de segments de droite ou en forme d’arc de cercle. Les zones de liaison sont par exemple angulairement réparties de façon régulière autour de l’axe X. L’invention n’est pas limitée à un profil particulier du relief 33. En coupe radiale le relief 33 peut présenter une forme polynomiale, rectangulaire, oblongue. Les figures 4a à 4c illustrent en coupe un profil en « i », en « h », en « u » selon de variantes de relief 33 d’une roue dentée 10. La illustre une roue dentée 10 comportant un relief 33 s’étendant autour de l’axe X et axialement d’une hauteur h. Le relief 33 est fixé par soudure sur un coté du voile 3. La roue dentée 10 comporte au moins une zone de fixation 333 entre le relief 33 et le voile 3 comme le montre la figure. Le relief 33 présente ici une section transversale variable autour de l’axe X. La hauteur h selon l’axe X d’une section du relief 33 varie selon la position angulaire de ladite section par rapport à l’axe X. L’ensemble d’engrenage 100 de la comporte une roue dentée 10 et un arbre 20, solidaires en rotation. La roue dentée 10 est ici emmanchée à force sur l’arbre 20. Selon un autre mode de réalisation non illustré, la roue dentée et l’arbre sont monoblocs. L’arbre 20 ici est supporté par un premier et un deuxième roulements 31 et 32. La roue dentée 10 comporte un relief 33 s’étendant autour de l’axe X ainsi que dans la direction de l’axe X. Le relief 33 est ici fixé par soudure au voile 3. La montre une des zones de fixation 333 entre le relief 33 et le voile 3. L’exemple illustré montre également un carter 50 de l’ensemble d’engrenage. Les caractéristiques, les variantes et les différentes formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. Dans les exemples illustrés la denture est hélicoïdale, dans d’autres mises en œuvre de l’invention la denture est droite. Roue dentée (10) d’axe (X), ladite roue dentée comportant une bande d’engrènement (1), reliée par un voile 3 à un moyeu 5, caractérisée en ce que ladite roue dentée comporte au moins un relief (33) fixé par soudure au voile (3) et/ou à la bande d’engrènement (1). Roue dentée selon la revendication 1, comportant au moins une zone de fixation (333) entre le relief (33) et le voile (3) ou entre le relief (33) et la bande d’engrènement (1), notamment un nombre impair de zone de fixation. Roue dentée selon la revendication précédente, comportant plusieurs zone de fixation (333) angulairement répartis de façon irrégulière autour de l’axe (X). Roue dentée selon l’une des revendications 1 à 3, le au moins un relief (33) étant fixé sur un coté du voile (3). Roue dentée selon l’une des revendications 1 à 4, le relief (33) présentant une forme annulaire, fermée ou non, d’axe (X). Roue dentée selon la revendication précédente, la forme annulaire, étant cylindrique. Roue dentée selon l’une des revendications 1 à 4, comportant plusieurs reliefs (33), notamment impairs, par exemple angulairement répartis régulièrement autour de l’axe (X). Roue dentée selon l’une des revendications précédentes, comportant au moins une gorge (70,80) délimitée en partie par le relief (33). Roue dentée (10) selon l’une des revendications précédentes, le au moins un relief présentant en coupe un profil variable autour de l’axe (X). Roue dentée (10) selon l’une des revendications précédentes, une section du relief (33) présentant une forme polygonale, rectangulaire, oblongue, en I, en H ou en U. Ensemble d’engrenage comportant une roue dentée (10) selon l’une des revendications précédentes, et un arbre (20) solidaire en rotation avec la roue dentée. Ensemble d’engrenage selon la revendication précédente, tel que la roue dentée (10) et l’arbre (20) sont monoblocs.