Brevet FR3143705A1 — publié le 20240621

Arbre porte-pignon (1) présentant un corps de base 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) pour un lubrifiant, l'ouverture (7) étant agencée dans le profil de pignon (2). L’arbre porte-pignon (1) peut être utilisé dans une boîte de vitesses (12), qui peut être connectée à une machine électrique (11). [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, le profil de pignon est divisé par une rainure s'étendant dans la direction circonférentielle et l'ouverture est disposée dans la rainure. Cette structure présente l'avantage que la rainure est exempte de pics de contrainte, ce qui permet d'y placer l'ouverture sans affaiblir l'arbre pignon. Selon l'invention, une dent du profil de pignon peut être évidée ou laissée de côté, de sorte qu'un espace libre est formé et que l'ouverture est disposée dans l'espace libre. Un profil de pignon auquel il manque une dent reste suffisamment stable pour supporter toutes les charges statiques et dynamiques, malgré l'ouverture destinée à l'alimentation en lubrifiant. De préférence, une pluralité d'ouvertures pour le lubrifiant peuvent être présentes, lesquelles sont 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 ; et la illustre un véhicule doté d'une machine électrique. 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. Le profil de pignon 2 est divisé par une rainure 6 s'étendant dans la direction circonférentielle de l'arbre porte-pignon 1. 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 destinée à un lubrifiant est située approximativement dans la rainure circonférentielle 6. Pendant le fonctionnement de l'arbre porte-pignon 1, qui peut faire partie d'une boîte de vitesses, les dents 5 sont soumises à des charges comparativement élevées, qui engendrent de fortes contraintes statiques et dynamiques. En revanche, les contraintes se produisant dans la rainure 6 sont considérablement plus faibles, ce qui signifie que l'ouverture 7 est située dans une zone quasiment exempte de pics de contrainte. 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 illustre un véhicule 10 doté d’une machine électrique 11 dotée de l’arbre porte-pignon 1, qui est un arbre d’entrée d’une boîte de vitesses 12 qui est connectée au moteur électrique 11. Une roue du véhicule 10 est entraînée par la machine électrique 11 par l’intermédiaire de la boîte de vitesses 12. Arbre porte-pignon (1) présentant un corps de base 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) pour un lubrifiant, caractérisé en ce que l'ouverture (7) est agencée dans le profil de pignon (2). Arbre porte-pignon selon la revendication 1, dans lequel le profil de pignon (2) est divisé par une rainure (6) s'étendant dans la direction circonférentielle et l'ouverture (7) est disposée dans la rainure (6). Arbre porte-pignon selon la revendication 1 ou 2, dans lequel une dent (5) du profil de pignon (2) est évidée, de sorte qu'un espace libre est formé et que l'ouverture (7) est agencée dans l'espace libre. Arbre porte-pignon selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une pluralité d'ouvertures (7) pour le lubrifiant sont présentes, lesquelles sont agencées de manière adjacente les unes à côté des autres et/ou dans la direction circonférentielle et/ou dans la direction axiale. Boîte de vitesses (12) 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 4. Machine électrique (11) accouplée à une boîte de vitesses (12) selon la revendication 5.