Brevet FR3148546A1 — publié le 20241115

Dispositif de propulsion pour véhicule automobile Dispositif de propulsion (1) pour véhicule automobile, comportant une machine électrique tournante (2) et un réducteur (3) agencés tous deux dans un carter (10), le dispositif (1) comportant un arbre primaire (4) pour transmettre un mouvement rotatif de la machine électrique tournante (2) vers le réducteur (3), ledit arbre primaire (4) étant monté sur le carter par au moins deux roulements (21, 22), notamment par trois roulements (21, 22, 23), et comportant une extrémité libre (5) du côté du réducteur (3), l’arbre primaire (4) comportant à ladite extrémité libre (5) un taraudage (6) configuré pour permettre le démontage et/ou le remontage d’une roue de stationnement (20) ou d’un troisième roulement (23) de montage de l’arbre primaire sur le carter du dispositif. Figure pour l’abrégé : Fig. 2 Dispositif de propulsion pour véhicule automobile La présente invention concerne le domaine des réducteurs pour machines électriques tournantes, et notamment leur entretien. Les machines peuvent être synchrones ou asynchrones, à courant alternatif. Elles peuvent être des machines de traction ou de propulsion de véhicules automobiles électriques (Battery Electric Vehicle) et/ou hybrides (Hybrid Electric Vehicle – Plug-in Hybrid Electric Vehicle), telles que voitures individuelles, camionnettes, camions ou bus. L’invention s’applique également à des machines électriques tournantes pour des applications industrielles et/ou de production d’énergie, notamment navales, aéronautiques ou éoliennes. Il existe un besoin pour faciliter la maintenance de telles machines, notamment leur démontage et leur remontage. L’invention vise à répondre à tout ou partie de ce besoin et elle y parvient, selon l’un de ses aspects, grâce à un dispositif de propulsion pour véhicule automobile, comportant une machine électrique tournante et un réducteur agencés tous deux dans un carter, le dispositif comportant un arbre primaire pour transmettre un mouvement rotatif de la machine électrique tournante vers le réducteur, ledit arbre primaire étant monté sur le carter par au moins deux roulements, notamment par trois roulements, et comportant une extrémité libre du côté du réducteur, l’arbre primaire comportant à ladite extrémité libre un taraudage configuré pour permettre le démontage et/ou le remontage d’une roue de stationnement ou d’un troisième roulement de montage de l’arbre primaire sur le carter du dispositif. Dans l’invention, l’arbre primaire est monobloc, étant commun à la machine électrique tournante et au réducteur. Il permet la transmission de puissance entre la machine électrique tournante et le réducteur. Par ‘taraudage’, on entend un filet formé à l’intérieur d’un alésage ménagé dans l’arbre primaire. La présence du taraudage permet le démontage et/ou le remontage d’une roue de stationnement ou d’un troisième roulement de montage de l’arbre primaire sur le carter du dispositif, afin par exemple de permettre leur remplacement. Le taraudage permet de maintenir l’arbre primaire lors du serrage et/ou frettage nécessaire au remontage de la roue de stationnement ou du troisième roulement. Une telle configuration est particulièrement utile pour le service après-vente. Lors des opérations de maintenance, le taraudage peut être utilisé pour réemmancher la roue de stationnement ou le troisième roulement. En effet, le montage initial peut se faire en utilisant l’autre extrémité de l’arbre primaire comme contre-réaction pour permettre le serrage et le frettage. Une fois le montage initial du dispositif effectué, il peut ne plus être possible de bénéficier de cette contre-réaction car ladite autre extrémité de l’arbre primaire n’est plus disponible pour permettre la contre-réaction. Ainsi, l’utilisation du taraudage pour le remontage d’une roue de stationnement ou d’un troisième roulement permet d’obtenir une contre réaction, et d’éviter d’avoir à effectuer une calibration. Le ou les roulements peuvent être montés serrés et frettés sur l’arbre primaire. Une roue de stationnement permet d’obtenir l’arrêt mécanique du dispositif de propulsion. Elle joue une fonction de verrou par coopération avec un doigt d’indexage. Elle peut être montée serrée et frettée sur l’arbre primaire. La roue de stationnement peut être montée sur l’arbre primaire par frettage, et non pas par vissage. L’arbre primaire peut être dépourvue de filetage extérieur pour recevoir la roue de stationnement. Le montage de la roue de stationnement sur l’arbre primaire peut comporter une zone d’appui. La zone d’appui garantie le positionnement axial de la roue de stationnement sur l’arbre. Le dispositif peut comporter un joint dynamique entre la machine électrique tournante et le réducteur, lequel peut faciliter le montage et le démontage en service après-vente. Le joint dynamique peut être avantageusement changé facilement en service après-vente s’il est usé. L’arbre primaire peut comporter un chanfrein à son extrémité libre, ledit chanfrein permettant de faciliter l’usinage de l’arbre primaire pour fabriquer le taraudage. L’arbre primaire peut être monté sur le carter par trois roulements, avec notamment un premier et un deuxième roulements disposés de part et d’autre de la machine électrique tournante, et un troisième roulement disposé du côté de l’extrémité libre de l’arbre primaire. Le troisième roulement peut ne pas être maintenu sur l’arbre primaire avec un anneau de verrouillage (dit ‘ circlip ’ en anglais). Le troisième roulement peut par exemple être maintenu au moyen d’une vis de maintien implantée dans le taraudage. En variante, le troisième roulement peut être maintenu sur l’arbre primaire avec un anneau de verrouillage. Le premier roulement peut être maintenu sur l’arbre primaire avec un anneau de verrouillage. Le deuxième roulement peut être maintenu sur l’arbre primaire avec un anneau de verrouillage. Le premier roulement peut reposer sur le carter par une ou des rondelles de précharge, ce qui permet de limiter le bruit. La ou les rondelles de précharge permettent de stabiliser la bague externe du premier roulement, ce qui permet d’éviter tout mouvement parasite. L’arbre primaire peut être calé par rapport au carter au moyen d’une pluralité de cales, avec par exemple une cale tous les 50 µm, permettant de ménager un espacement avec le carter par exemple d’environ 30 µm. Les deuxième et troisième roulements peuvent être montés en X. Deux roulements montés en X sont montés flottant à proximité l’un de l’autre. Chaque roulement est bloqué par une butée extérieure. Dans un montage en X, les efforts axiaux sont repris par des contacts de billes de roulement sur la piste extérieure, i.e. du côté opposé à l’entre-roulements, de la bague extérieure et sur la piste intérieure de la bague intérieure. La surface externe de l’arbre primaire peut être chanfreinée afin de faciliter la mise en place du troisième roulement. Le dispositif peut comporter une vis fixée dans le taraudage pour servir de contre-réaction lors du démontage et/ou remontage d’une roue de stationnement ou d’un troisième roulement de montage de l’arbre primaire sur le carter du dispositif. Le taraudage ménagé dans l’arbre primaire permet d’utiliser cette vis comme outil d’appui sur la roue de stationnement ou sur le troisième roulement. La vis peut comporter un filetage complémentaire du filetage du taraudage de l’arbre primaire. La vis peut être enlevée après le remontage de la roue de stationnement ou du troisième roulement. La vis peut venir en appui contre un élément d’appui lorsqu’elle est fixée dans le taraudage. L’élément d’appui peut avoir la forme d’une coupelle venant en appui contre la roue de stationnement ou d’un adaptateur venant en appui contre le troisième roulement. L’élément d’appui peut venir en appui contre une ou des zones d’appui spécifiques à l’avant de la roue de stationnement, afin de ne pas abîmer la roue de stationnement. Le dispositif peut comporter un écrou de serrage permettant le serrage de la vis fixée dans le taraudage lorsqu’entraîné en rotation. Le réducteur peut comporter un pignon taillé sur l’arbre primaire. Le pignon peut ne pas être rapporté sur l’arbre primaire. Il peut être taillé directement sur l’arbre primaire, ce qui permet d’améliorer la précision de la taille afin d’améliorer la durabilité de la pièce et réduire le bruit. Un diamètre intérieur du deuxième roulement peut être choisi en fonction de la taille du pignon. Le carter peut comporter une partie principale de carter entourant à la fois la machine électrique tournante et le réducteur. La partie principale de carter peut comporter une paroi de séparation s’étendant perpendiculairement à un axe de rotation du dispositif entre la machine électrique tournante et le réducteur. La partie principale de carter peut être d’un seul tenant, notamment y compris avec la paroi de séparation. Le carter peut comporter une partie de chemise de carter venant fermer la partie principale de carter du côté de la machine électrique tournante. La partie de chemise peut comporter une paroi interne venant se loger dans la partie principale. La paroi interne de la partie de chemise peut être recouverte par la partie principale. La partie de chemise de carter peut être d’un seul tenant, notamment y compris avec la paroi interne. La partie de chemise de carter est configuré pour recevoir un stator de la machine électrique tournante. Ledit stator peut être inséré par frettage dans la partie de chemise. La partie de chemise peut porter un onduleur du dispositif. L’onduleur du dispositif peut être placé du côté de la partie de chemise. Le carter peut comporter une partie de capot de carter venant fermer la partie principale de carter du côté du réducteur. La partie de capot de carter peut être d’un seul tenant. Chaque partie de carter peut être alignée avec un roulement différent. La partie de chemise peut être alignée avec le premier roulement. La partie principale peut être alignée avec le deuxième roulement. La partie de capot peut être alignée avec le troisième roulement. Le taraudage de l’arbre primaire peut être ménagé dans un alésage s’étendant dans l’arbre primaire sur une longueur strictement inférieure à une longueur de l’arbre primaire, notamment sur moins de 30 mm, voire moins de 20 mm, mieux moins de 10 mm. L’alésage peut s’étendre sur une longueur suffisante pour ménager le taraudage, mais pas nécessairement plus. En variante, l’alésage peut être traversant, s’étendant sur toute la longueur de l’arbre primaire. L’arbre peut être creux. L’alésage peut s’étendre dans l’arbre primaire sur une longueur supérieure à 40 mm, notamment sur plus de 70 mm, voire sur plus de 100 mm, mieux sur plus de 140 mm. Dans un mode de réalisation, l’alésage peut s’étendre dans l’arbre primaire sur une longueur suffisante pour permettre la circulation d’une huile de lubrification. L’alésage peut s’étendre dans l’arbre primaire de manière à permettre d’amener de l’huile de lubrification jusqu’au troisième roulement au moins, voire jusqu’aux premier et deuxième roulements. Le dispositif peut comporter une pipette de lubrification permettant l’introduction de l’huile de lubrification dans l’arbre primaire par son taraudage. La pipette de lubrification peut être disposée à l’entrée du taraudage. L’alésage peut avoir un diamètre compris entre 4 et 16 mm, voire entre 6 et 12 mm, étant par exemple d’environ 8 mm. Le taraudage peut s’étendre sur une longueur inférieure à 40 mm, notamment sur moins de 30 mm, voire moins de 25 mm, mieux environ 20 mm. Le taraudage peut s’étendre sur une longueur supérieure à 6 mm, notamment sur plus de 10 mm, voire sur plus de 14 mm, mieux sur plus de 16 mm. Le taraudage peut avoir une profondeur d’environ 1 mm. Une épaisseur de l’arbre primaire au niveau du taraudage, mesurée entre le taraudage et la roue de stationnement ou le troisième roulement, peut être comprise entre 2 et 20 mm, voire entre 3 et 10 mm, étant par exemple d’environ 4 mm. L’épaisseur doit être suffisante afin d’assurer la rigidité de l’arbre et la résistance aux efforts qu’il subit. Le carter peut être refroidi par une circulation de fluide de refroidissement, notamment un liquide de refroidissement, par exemple de l’eau, ladite circulation étant ménagée entre une paroi interne et une paroi externe du carter, s’étendant en regard et à distance l’une de l’autre et ménageant entre elles un passage pour le fluide de refroidissement. On dit que le carter est un ‘carter chemise’. Ainsi, le carter du dispositif de propulsion comporte une paroi interne et une paroi externe s’étendant en regard et à distance l’une de l’autre et ménageant entre elles un passage pour le fluide de refroidissement. La paroi externe peut être ménagée dans la partie principale de carter. La paroi interne peut être ménagée dans la partie de capot du carter. Le fluide de refroidissement peut être liquide, étant notamment de l’eau. Le dispositif peut être dépourvu d’une circulation d’huile de refroidissement. Le réducteur selon l’invention peut comporter un unique étage de transmission. En variante, il peut comporter plusieurs étages de transmission, par exemple deux ou trois étages de transmission. Le dispositif de propulsion pour véhicule automobile peut comporter un réducteur tel que décrit plus haut et une ou deux machines électriques tournantes. La ou les machines électriques tournantes peuvent être disposées de part et d’autre du réducteur. Chaque machine électrique tournante peut comporter un arbre relié à un arbre primaire du réducteur. L’invention a encore pour objet un véhicule automobile comportant un dispositif de propulsion tel que décrit plus haut. Le véhicule peut comporter au moins deux roues motrices, chacune des roues motrices étant entrainée en rotation par le réducteur, notamment par un arbre secondaire de celui-ci. Les roues motrices peuvent être disposées de part et d’autre du réducteur. Chaque roue motrice peut comporter un arbre relié à un arbre secondaire du réducteur. Le dispositif peut comporter une première roue motrice solidaire en rotation d’un premier arbre secondaire du réducteur. Le dispositif peut comporter une deuxième roue motrice solidaire en rotation d’un deuxième arbre secondaire du réducteur. L’invention a encore pour objet un procédé de remontage d’une roue de stationnement ou d’un troisième roulement sur un dispositif de propulsion tel que décrit plus haut, comportant les étapes suivantes : - insérer une vis dans le taraudage de l’arbre primaire, et - prendre appui sur la vis pour fretter la roue de stationnement ou le troisième roulement sur l’arbre primaire. La vis peut être démontée après le frettage de la roue de stationnement ou du troisième roulement. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d’exemples de réalisation non limitatifs de celle-ci, et à l’examen du dessin annexé. La est une vue schématique et partielle, en coupe longitudinale, d’un dispositif de propulsion selon l’invention. La est une vue schématique et partielle, en perspective, du dispositif de la . La illustre le remontage selon l’invention. La est une vue schématique et partielle, en coupe longitudinale, du dispositif de la avec une pipette de lubrification. Description détaillée On a illustré aux figures 1 à 4 un dispositif de propulsion 1 pour véhicule automobile, comportant une machine électrique tournante 2 et un réducteur 3 agencés tous deux dans un carter 10. Le réducteur 3 peut comprendre un arbre primaire 4, un arbre intermédiaire dans un étage de transmission, et un arbre secondaire. Dans l’invention, l’arbre primaire 4 est monobloc, étant commun à la machine électrique tournante et au réducteur. Il permet la transmission de puissance entre la machine électrique tournante et le réducteur. L’arbre primaire 4 permet de transmettre un mouvement rotatif de la machine électrique tournante 2 vers le réducteur 3, ledit arbre primaire 4 étant monté sur le carter 10 par trois roulements 21, 22, 23, comme visible sur la . Les roulements sont montés serrés et frettés sur l’arbre primaire. Le premier et le deuxième roulements 21, 22 sont disposés de part et d’autre de la machine électrique tournante et le troisième roulement est disposé du côté de l’extrémité libre 5 de l’arbre primaire 4. Le premier roulement 21 repose sur le carter 10 par deux rondelles de précharge 27, ce qui permet de limiter le bruit. Le deuxième roulement 22 est maintenu sur l’arbre primaire avec un anneau de verrouillage 25. Le troisième roulement 23 est maintenu sur l’arbre primaire avec un anneau de verrouillage 26. Les deuxième et troisième roulements sont montés en X. L’arbre primaire 4 comporte à son extrémité libre 5 du côté du réducteur 3 un taraudage 6 configuré pour permettre le démontage et/ou le remontage d’une roue de stationnement 20 et/ou du troisième roulement 23 de montage de l’arbre primaire sur le carter 10 du dispositif. Le taraudage 6 comporte un filet formé à l’intérieur d’un alésage 7 ménagé dans l’arbre primaire 4. La roue de stationnement 20 est montée sur l’arbre primaire 4 par frettage. La présence du taraudage 6 permet le démontage et/ou le remontage de la roue de stationnement 20 et/ou du troisième roulement 23, afin par exemple de permettre leur remplacement. Le taraudage permet de maintenir l’arbre primaire lors du serrage et/ou frettage nécessaire au remontage de la roue de stationnement ou du troisième roulement, comme illustré sur la . L’utilisation du taraudage pour le remontage d’une roue de stationnement ou d’un troisième roulement permet d’obtenir une contre réaction. Le dispositif 1 comporte à cet effet une vis 30 fixée dans le taraudage 6 pour servir de contre-réaction lors du démontage et/ou remontage de la roue de stationnement 20 ou du troisième roulement 23. Le taraudage 6 ménagé dans l’arbre primaire 4 permet d’utiliser cette vis 30 comme outil d’appui sur la roue de stationnement ou sur le troisième roulement. La vis comporte à cet effet un filetage complémentaire du filetage du taraudage de l’arbre primaire. La vis peut être enlevée après le remontage de la roue de stationnement ou du troisième roulement. Lors du remontage, la vis 30 vient en appui contre un élément d’appui 32 lorsqu’elle est fixée dans le taraudage 6. L’élément d’appui peut avoir la forme d’une coupelle venant en appui contre la roue de stationnement, comme illustré à la à gauche, ou d’un adaptateur venant en appui contre le troisième roulement 23, comme illustré à la à droite. L’élément d’appui 32 peut venir en appui contre une ou des zones d’appui spécifiques à l’avant de la roue de stationnement 20, afin de ne pas abîmer la roue de stationnement. Le dispositif comporte en outre un écrou de serrage 33 permettant le serrage de la vis 30 fixée dans le taraudage 6 lorsqu’entraîné en rotation. Par ailleurs, le réducteur 3 comporte un pignon 9 taillé sur l’arbre primaire 4. Enfin, l’arbre primaire 4 comporte un chanfrein 35 à son extrémité libre, afin de faciliter l’usinage de l’arbre primaire 4 pour fabriquer le taraudage 6. En outre, la surface externe 36 de l’arbre primaire peut être chanfreinée afin de faciliter la mise en place du troisième roulement 23. Le carter 10 comporte une partie principale 12 de carter entourant à la fois la machine électrique tournante et le réducteur. La partie principale 12 de carter comporte une paroi de séparation 14 s’étendant perpendiculairement à un axe de rotation du dispositif entre la machine électrique tournante et le réducteur. La partie principale de carter est dans cet exemple d’un seul tenant, notamment y compris avec la paroi de séparation 14. Le carter 10 comporte également une partie de chemise 11 de carter venant fermer la partie principale 12 de carter du côté de la machine électrique tournante 2. La partie de chemise 11 comporte une paroi interne 15 venant se loger dans la partie principale 12, étant recouverte par celle-ci. La partie de chemise 11 de carter est dans cet exemple d’un seul tenant, notamment y compris avec la paroi interne 15. La partie de chemise 11 de carter est configurée pour recevoir un stator de la machine électrique tournante. Ledit stator peut être inséré par frettage dans la partie de chemise. Le carter 10 comporte enfin une partie de capot 13 de carter venant fermer la partie principale 12 de carter du côté du réducteur 3. La partie de capot 13 de carter est dans cet exemple d’un seul tenant. Chaque partie de carter est alignée avec un roulement différent. La partie de chemise 11 est alignée avec le premier roulement 21. La partie principale 12 est alignée avec le deuxième roulement 22. La partie de capot 13 est alignée avec le troisième roulement 23. Le carter 10 est dans cet exemple refroidi par une circulation de liquide de refroidissement, par exemple de l’eau, ménagée entre la paroi interne 15 et une paroi externe du carter, s’étendant en regard et à distance l’une de l’autre et ménageant entre elles un passage pour le liquide de refroidissement. Par ailleurs, le taraudage 6 de l’arbre primaire 4 est ménagé dans l’alésage 7 s’étendant dans l’arbre primaire sur une longueur très inférieure à une longueur de l’arbre primaire. Comme illustré à la , l’alésage7 s’étend dans l’arbre primaire 4 sur une longueur suffisante pour la circulation d’une huile de lubrification, de manière à permettre d’amener de l’huile de lubrification jusqu’au troisième roulement. Le dispositif comporte en outre, comme illustré à la , une pipette de lubrification 40 permettant l’introduction de l’huile de lubrification dans l’arbre primaire 4 par son taraudage 6. La pipette de lubrification 40 est disposée à l’entrée du taraudage 6. Dispositif de propulsion (1) pour véhicule automobile, comportant une machine électrique tournante (2) et un réducteur (3) agencés tous deux dans un carter (10), le dispositif (1) comportant un arbre primaire (4) pour transmettre un mouvement rotatif de la machine électrique tournante (2) vers le réducteur (3), ledit arbre primaire (4) étant monté sur le carter par au moins deux roulements (21, 22), notamment par trois roulements (21, 22, 23), et comportant une extrémité libre (5) du côté du réducteur (3), l’arbre primaire (4) comportant à ladite extrémité libre (5) un taraudage (6) configuré pour permettre le démontage et/ou le remontage d’une roue de stationnement (20) ou d’un troisième roulement (23) de montage de l’arbre primaire sur le carter du dispositif. Dispositif selon la revendication précédente, l’arbre primaire (4) étant monté sur le carter (10) par trois roulements (21, 22, 23), avec un premier (21) et un deuxième (22) roulements disposés de part et d’autre de la machine électrique tournante (2) et un troisième roulement (23) disposé du côté de l’extrémité libre (5) de l’arbre primaire (4). Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant une vis (30) fixée dans le taraudage (6) pour servir de contre-réaction lors du démontage et/ou remontage d’une roue de stationnement (20) ou d’un troisième roulement (23) de montage de l’arbre primaire (4) sur le carter du dispositif. Dispositif selon la revendication précédente, la vis (30) venant en appui contre un élément d’appui (32) lorsqu’elle est fixée dans le taraudage (6). Dispositif selon la revendication précédente, comportant un écrou de serrage (33) permettant le serrage de la vis (30) fixée dans le taraudage (6) lorsqu’entraîné en rotation. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, le réducteur (3) comportant un pignon (9) taillé sur l’arbre primaire (4). Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, le carter (10) comportant une partie principale (12) de carter entourant à la fois la machine électrique tournante (2) et le réducteur (3). Dispositif selon la revendication précédente, la partie principale (12) de carter comportant une paroi de séparation (14) s’étendant perpendiculairement à un axe de rotation du dispositif entre la machine électrique tournante et le réducteur. Ensemble selon l’une des deux revendications précédentes, le carter (10) comportant une partie de chemise (11) de carter venant fermer la partie principale (12) de carter du côté de la machine électrique tournante. Dispositif selon l’une des trois revendications précédentes, le carter (10) comportant une partie de capot (13) de carter venant fermer la partie principale (12) de carter du côté du réducteur (3). Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, le taraudage (6) de l’arbre primaire (4) étant ménagé dans un alésage (7) s’étendant dans l’arbre primaire sur une longueur strictement inférieure à une longueur de l’arbre primaire, notamment sur moins de 30 mm, voire moins de 20 mm, mieux moins de 10 mm. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, l’alésage (7) s’étendant dans l’arbre primaire sur une longueur supérieure 40 mm, notamment sur plus de 70 mm, voire sur plus de 100 mm, mieux sur plus de 140 mm. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, le carter (10) étant refroidi par une circulation de fluide de refroidissement, notamment un liquide de refroidissement, par exemple de l’eau, ladite circulation étant ménagée entre une paroi interne (15) et une paroi externe du carter, s’étendant en regard et à distance l’une de l’autre et ménageant entre elles un passage pour le fluide de refroidissement. Véhicule automobile comportant un dispositif de propulsion (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes. Procédé de remontage d’une roue de stationnement (20) ou d’un troisième roulement (23) sur un dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, comportant les étapes suivantes : - insérer une vis (30) dans le taraudage (6) de l’arbre primaire (4), et - prendre appui sur la vis (30) pour fretter la roue de stationnement (20) ou le troisième roulement (23) sur l’arbre primaire (4).