Brevet FR3143706A1 — publié le 20240621

Arbre porte-pignon (1) présentant un corps principal cylindrique qui présente au moins un profil de pignon (2) sur son extérieur, l’arbre porte-pignon (1) étant creux pour l’alimentation en un lubrifiant et présentant au moins une ouverture (7, 10, 11) pour un lubrifiant, dans lequel l’ouverture (7, 10, 11) est positionnée dans le profil de pignon (2). L’arbre porte-pignon (1) peut être utilisé dans une boîte de vitesses (14), qui peut être connectée à une machine électrique (13). [Figure 2] Arbre porte-pignon, boîte de vitesses et machine électrique L’invention concerne un arbre porte-pignon présentant un corps principal cylindrique qui présente au moins un profil de pignon sur son extérieur, l’arbre porte-pignon étant creux pour l’alimentation en un lubrifiant et présentant au moins une ouverture pour un lubrifiant. En général, un arbre porte-pignon est une partie de machine rotative qui transmet un mouvement d’un composant à un autre composant. Fréquemment, un arbre porte-pignon est utilisé pour transformer et adapter un couple et une vitesse de rotation en fonction des exigences d’une application spécifique. Par exemple, la vitesse de rotation d’un moteur électrique peut être réduite par un arbre porte-pignon afin d’entraîner un essieu ou une roue d'un véhicule. En outre, le couple d'un moteur électrique peut être augmenté par un arbre porte-pignon afin d’avoir suffisamment de couple pour toutes les situations de conduite et d’entraîner une roue d'un véhicule. Habituellement, l’arbre porte-pignon présentant le profil de pignon et d’autres composants tels que des roues dentées doivent être lubrifiés avec de l’huile afin de réduire la friction, l’usure et le bruit. L’huile, qui s’accumule dans un carter d’huile, est acheminée par des parties rotatives jusqu’à l’arbre porte-pignon et d’autres composants. En outre, des arbres porte-pignon creux ont été proposés, de sorte qu’un lubrifiant puisse être fourni à travers l’intérieur de l’arbre porte-pignon, qui sort à travers une ouverture de l’arbre porte-pignon. De nos jours, les moteurs électriques qui sont connectés à une boîte de vitesses peuvent atteindre instantanément des vitesses de rotation élevées après avoir été mis en marche. Il est donc important qu’un arbre porte-pignon rotatif soit immédiatement imbibé d’huile. L'invention est donc basée sur le problème consistant à fournir un arbre porte-pignon doté d'un profil de pignon, qui peut être lubrifié de manière fiable avec de l’huile sur toute la plage de vitesses et pendant une courte période de temps. Le problème est résolu par un arbre porte-pignon du type susmentionné, dans lequel l'ouverture pour un lubrifiant est positionnée dans le profil de pignon. L'invention est basée sur le fait qu’une lubrification très rapide et fiable d'un profil de pignon d'un arbre porte-pignon peut être obtenue lorsque le lubrifiant sort à travers une ouverture qui est prévue directement dans le profil de pignon lui-même. De préférence, le lubrifiant est fourni sous pression. En particulier, le lubrifiant peut être acheminé par une pompe dans un circuit fermé. Dans des modes de réalisation classiques, une ouverture est généralement prévue quelque part dans un arbre porte-pignon, par exemple entre deux profils de pignon. Cependant, ces modes de réalisation classiques présentent l’inconvénient que certaines parties de l’arbre porte-pignon, en particulier le profil de pignon, ne seront pas lubrifiées instantanément. Lorsque l’arbre porte-pignon selon l’invention fait partie d'une boîte de vitesses qui est connectée à un moteur électrique, le profil de pignon sera immédiatement imbibé de lubrifiant lorsque le moteur électrique est mis en marche, puisque le lubrifiant sort de l’ouverture dans le profil de pignon. De préférence, une rainure est formée entre deux dents adjacentes du profil de pignon et l’ouverture est agencée au niveau d'une base de rainure (pied de dent). Dans ce cas, il faut s’assurer que le pied de dent soit suffisamment stable pour résister à toutes les charges statiques et dynamiques en dépit de l’ouverture d’alimentation en lubrifiant. Cependant, en variante, il est également possible que l’ouverture soit agencée à la pointe d'une dent du profil de pignon. Une telle structure est très stable car les dents, qui sont une base de rainure (pied de dent) ne sont pas affaiblies par l’ouverture. Selon une variante de réalisation de l’arbre porte-pignon selon l’invention, l’ouverture peut aussi être agencée sur un flanc d'une dent du profil de pignon. L'ouverture d’alimentation en lubrifiant peut être agencée de manière décalée dans la direction axiale à partir d'une position centrale du profil de pignon. De préférence, l’ouverture est positionnée de telle sorte qu’elle ne soit soumise qu’à des charges comparativement faibles. Cependant, si nécessaire pour une application spécifique, l’ouverture de lubrification peut également être positionnée dans une position centrale du profil de pignon dans la direction axiale. De préférence, une pluralité d'ouvertures pour le lubrifiant peuvent être agencées de manière adjacente les unes aux autres et/ou dans la direction circonférentielle et/ou dans la direction axiale. Lorsque l’arbre porte-pignon présente plusieurs ouvertures, la quantité de lubrifiant fourni est augmentée, de sorte que l’arbre porte-pignon et les profils de pignon puissent être imbibés instantanément après la mise en marche. Qui plus est, l’invention concerne une boîte de vitesses, comprenant un arbre d’entrée et un arbre de sortie, dans laquelle au moins l’un des arbres est un arbre porte-pignon selon l’invention tel que décrit. L'invention se rapporte également à une machine électrique qui est accouplée à une boîte de vitesses selon l’invention. L’invention est expliquée à l’aide d’exemples préférés en référence aux dessins. Les dessins sont des représentations schématiques dans lesquelles : la illustre un arbre porte-pignon selon l'invention ; la illustre un détail d'un profil de pignon hélicoïdal ; la illustre une vue en coupe du profil de pignon hélicoïdal ; la illustre un deuxième mode de réalisation d'un arbre porte-pignon doté d'un profil de pignon hélicoïdal ; la illustre un troisième mode de réalisation d'un arbre porte-pignon doté d'un profil de pignon hélicoïdal ; et la illustre un véhicule doté d'une machine électrique selon l’invention. La illustre un arbre porte-pignon cylindrique 1, qui est un arbre d’entrée d’une boîte de vitesses qui est connectée à un moteur électrique. L’arbre porte-pignon 1 est creux. Le côté extérieur de l’arbre porte-pignon 1 est pourvu de profils de pignon 2, 3, 4, le profil de pignon 2 étant un profil de pignon hélicoïdal, tandis que les profils de pignon 3 et 4 sont des profils cannelés. Le profil de pignon hélicoïdal 2 comprend des dents 5 qui sont positionnées dans la direction circonférentielle. Une rainure (pied de pignon) 6 est formée entre des dents 5 adjacentes. La est une vue en perspective et illustre un détail du profil de pignon hélicoïdal 2 de l’arbre porte-pignon 1. Dans ce mode de réalisation, une ouverture 7 pour lubrifiant est située approximativement au centre du profil de pignon hélicoïdal 2 au niveau d'une base de rainure (pied de pignon). La est une vue en coupe du profil de pignon hélicoïdal 2 de l’arbre porte-pignon 1. Une cavité cylindrique 8 s’étend à l’intérieur de l’arbre porte-pignon 1 dans la direction axiale. À partir de la cavité 8, un alésage transversal 9 bifurque dans la direction radiale de l’arbre porte-pignon 1 jusqu’à l’ouverture 7. Un fluide de lubrification, en particulier de l’huile, est fourni à partir d'une pompe sous pression jusqu’à la cavité 8 à l’intérieur de l’arbre porte-pignon 1. L’huile est acheminée dans la direction axiale et traverse l’alésage transversal 9. Elle sort au niveau de l’ouverture 7 et imbibe les dents 5 de l’arbre porte-pignon 1. Puisque le profil de pignon hélicoïdal 2 s’engrène avec un autre pignon (non illustré) de la boîte de vitesses, ce pignon sera également lubrifié par de l’huile. L’impulsion de l’arbre porte-pignon 1 rotatif est transmise à l’huile, qui est étalée et distribuée parmi les dents 5 du profil de pignon 2 et les dents d’autres pignons à proximité, de sorte que ces pignons soient suffisamment lubrifiés afin de réduire la friction, l’usure et le bruit. La est une illustration similaire à la et représente un détail d'un deuxième mode de réalisation d’un arbre porte-pignon 1. Selon le premier mode de réalisation, l’arbre porte-pignon cylindrique 1 est pourvu du profil de pignon hélicoïdal 2 sur son extérieur. Les dents 5 du profil de pignon hélicoïdal 2 sont agencées circonférentiellement. Une ouverture 10 est située au niveau de la pointe d’une dent 5 du profil de pignon hélicoïdal 2. L’ouverture 10 est connectée à la cavité 8 à l’intérieur de l’arbre porte-pignon 1 par l’intermédiaire d’un alésage transversal. La montre que l’ouverture 10 est agencée de manière décalée dans la direction axiale à partir d'une position centrale du profil de pignon hélicoïdal 2. En conséquence, un fluide lubrifiant est fourni à travers la cavité 8 et un alésage transversal jusqu’à l’ouverture 10, où il sort, de sorte que les dents soient lubrifiées. La illustre un troisième mode de réalisation d'un arbre porte-pignon 1, qui est similaire aux modes de réalisation représentés à la et à la . Les composants identiques ne sont donc pas expliqués en détail à nouveau. Une ouverture 11 est située sur un flanc 12 du profil de pignon hélicoïdal 2. L’ouverture 11 est connectée à la cavité 8 par l’intermédiaire d’un alésage transversal. La illustre un véhicule 15 doté d’une machine électrique 13 dotée de l’arbre porte-pignon 1, qui est un arbre d’entrée d’une boîte de vitesses 14 qui est connectée au moteur électrique 13. Une roue du véhicule 15 est entraînée par la machine électrique 13 par l’intermédiaire de la boîte de vitesses 14. Arbre porte-pignon (1) présentant un corps principal cylindrique qui présente au moins un profil de pignon (2) sur son extérieur, l’arbre porte-pignon (1) étant creux pour l’alimentation en un lubrifiant et présentant au moins une ouverture (7, 10, 11) pour un lubrifiant, caractérisé en ce que l’ouverture (7, 10, 11) est positionnée dans le profil de pignon (2). Arbre porte-pignon selon la revendication 1, dans lequel une rainure (6) est formée entre deux dents (5) adjacentes du profil de pignon (2) et l’ouverture (10) est agencée au niveau d'une base de rainure. Arbre porte-pignon selon la revendication 1, dans lequel l’ouverture (10) est agencée à la pointe d’une dent (5) du profil de pignon (2). Arbre porte-pignon selon la revendication 1, dans lequel l’ouverture (11) est agencée sur un flanc (12) d’une dent (5) du profil de pignon (2). Arbre porte-pignon selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’ouverture (10) est agencée de manière décalée dans la direction axiale à partir d’une position centrale du profil de pignon (2). Arbre porte-pignon selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une pluralité d’ouvertures (7, 10, 11) pour lubrifiant sont agencées de manière adjacente les unes aux autres et/ou dans la direction circonférentielle et/ou dans la direction axiale. Boîte de vitesses (14) comprenant un arbre d’entrée et un arbre de sortie, dans laquelle au moins l’un des arbres est un arbre porte-pignon (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6. Machine électrique (13) accouplée à une boîte de vitesses (14) selon la revendication 7.