WO2026087429A1 - Système d'accouplement d'arbres de transmission - Google Patents

Système d'accouplement d'arbres de transmission

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WO2026087429A1
WO2026087429A1 PCT/EP2025/080200 EP2025080200W WO2026087429A1 WO 2026087429 A1 WO2026087429 A1 WO 2026087429A1 EP 2025080200 W EP2025080200 W EP 2025080200W WO 2026087429 A1 WO2026087429 A1 WO 2026087429A1
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axis
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Christophe Mollier
Roel Verhoog
Fabien Diascorn
Nicola SAVASTANO
Benoit Perry
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Abstract

La présente invention concerne un système d'accouplement d'arbres de transmission comprenant :- un arbre menant (2) comprenant une première cannelure d'entrainement; - un arbre mené (3 coaxial à l'arbre menant comprenant une deuxième cannelure d'entrainement;- un manchon de crabotage (30) comprenant au moins une première cannelure de connexion apte à entrainer en rotation l'arbre menant selon un premier axe de rotation (X) et une deuxième cannelure de connexion apte à entrainer en rotation l'arbre mené;- un dispositif d'actionnement (10) comprenant un moteur électrique lié cinématiquement à un dispositif de réduction de vitesse, un arbre de sortie (40) du dispositif de réduction de vitesse tournant autour d'un deuxième axe de rotation (Y), un composant d'interface (20) disposé à l'extrémité de l'arbre de sortie et agencé pour pivoter au sein du manchon de crabotage, et un moyen d'amortissement élastique (50) agissant en torsion selon le deuxième axe de rotation (Y) est disposé entre l'arbre de sortie (40) et le composant d'interface (20) du dispositif d'actionnement.

Description

DESCRIPTION
Titre : Système d’ accouplement d’ arbres de transmission
La présente invention concerne le domaine des systèmes d’accouplement d’arbres de transmission.
Le système d’accouplement d’arbres de transmission est par exemple intégré dans une transmission électrique d’un véhicule automobile, qui comprend une machine électrique et un réducteur de vitesse associé, le système d’accouplement étant placé notamment entre la sortie du réducteur de vitesse et la roue du véhicule. Le véhicule automobile peut être du type électrique ou hybride.
Dans l’exemple d’un véhicule automobile à transmission hybride comprenant un moteur thermique et une transmission électrique, de tels systèmes d’accouplement peuvent être utilisés pour connecter la transmission électrique aux roues arrières du véhicule lorsque son emploi devient nécessaire pour suppléer le moteur thermique qui fournit le couple et la puissance sur les roues avants. Un tel système d’accouplement d’arbres de transmission est connu du document WO2016/096769 AL
Dans ce document, le système d’accouplement d’arbres de transmission est interposé entre un arbre menant de transmission comprenant une première cannelure interne et un arbre mené de transmission coaxial à l’arbre menant comprenant une deuxième cannelure externe.
Le système d’accouplement comprend également un connecteur à double cannelure apte à connecter l’arbre menant à l’arbre mené lorsque l’emploi de la transmission électrique devient nécessaire. Le connecteur à double cannelure est monté longitudinalement de manière glissante sur l’arbre mené de transmission. Le connecteur est piloté en déplacement selon l’axe de rotation de l’arbre mené de transmission à l’aide d’un dispositif d’actionnement comprenant un moteur électrique associé à un dispositif de réduction de vitesse, par exemple un train épicycloïdal.
A cet effet, une surface interne du connecteur à double cannelure est pourvue d’une cannelure interne s'accouplant à la cannelure externe de l'arbre mené de transmission et d'une cannelure externe apte à s'accoupler à la cannelure interne de l’arbre menant de transmission. Lorsque le système d’accouplement est dans une position de désaccouplement, la cannelure externe du connecteur n’est pas engagée dans la première cannelure interne de l’arbre menant. L’arbre menant et le connecteur ont des vitesses de rotation différentes. Afin d’engager la connexion entre les arbres menant et mené de transmission, on utilise le moteur électrique du dispositif d’actionnement pour faire tourner une tige de commande excentrique au sein d’une gorge annulaire aménagée dans le connecteur à double cannelure. La rotation de la tige de commande excentrique autour d'un axe central du train épicycloïdal permet de déplacer longitudinalement le connecteur.
Lorsque le système d’accouplement est dans une position d’accouplement, les vitesses de rotation de l'arbre mené, de l’arbre menant et du connecteur à double cannelure sont identiques.
On comprend dès lors que l’engagement des dents de la cannelure du connecteur au sein de la cannelure interne de l’arbre menant ne peut se faire que sous certaines conditions. La géométrie des dents est un premier facteur important pour faciliter l’insertion. Le différentiel de vitesse lors de l’engagement doit également être faible afin de permettre l’insertion des dents de la cannelure du connecteur. Pour cela, on utilise la machine électrique de la transmission électrique afin d’ajuster la vitesse de rotation de l’arbre menant aussi proche possible de la vitesse de rotation de l’arbre mené. Lorsque la consigne de vitesse est atteinte, on procède à l’insertion des dents de la cannelure du connecteur en déplaçant axialement le connecteur.
Toutefois, il est possible que la tentative d’insertion soit avortée tout simplement parce que le temps disponible dans lequel les cannelures internes et externes sont complètement alignées est trop faible. Les dents de la cannelure du connecteur viennent buter sur le sommet de la cannelure de l’arbre menant.
Lors de ces tentatives d’insertion avortées, il peut se créer des chocs au niveau des cannelures qui sont retransmis au sein de la tige de commande excentrique du dispositif d’actionnement. Les chocs répétés peuvent se propager au sein de l’axe central du dispositif d’actionnement et remonter au sein du dispositif de réduction de vitesse sous la forme de surcouple temporaire. Cette remontée de choc peut créer des dommages dans le train épicycloïdal du dispositif d’actionnement qui comprend des dentures non dimensionnées pour recevoir un tel surcouple temporaire. La présente invention vise à pallier ces inconvénients en proposant un système d’accouplement d’arbres de transmission dans lequel les chocs associés à un défaut d’engagement de denture sont absorbés en dehors du dispositif de réduction de vitesse du dispositif d’actionnement.
La présente invention a ainsi pour principal objet un système d’accouplement d’arbres de transmission comprenant :
- un arbre menant de transmission comprenant une première cannelure d’entrainement ;
- un arbre mené de transmission coaxial à l’arbre menant comprenant une deuxième cannelure d’entrainement ;
- un manchon de crabotage comprenant au moins une première cannelure de connexion apte à entrainer en rotation l’arbre menant selon un premier axe de rotation et une deuxième cannelure de connexion apte à entrainer en rotation l’arbre mené ;
- un dispositif d’actionnement comprenant un moteur électrique lié cinématiquement à un dispositif de réduction de vitesse, un arbre de sortie du dispositif de réduction de vitesse tournant autour d’un deuxième axe de rotation, un composant d’interface disposé à l’extrémité de l’arbre de sortie et agencé pour pivoter au sein d’un logement de réception formé dans le manchon de crabotage, le manchon de crabotage pouvant se déplacer axialement selon le premier axe de rotation entre une première position extrême de désaccouplement et une deuxième position extrême d’accouplement lorsque l’arbre de sortie pivote selon un secteur angulaire prédéterminé,
Le système d’accouplement d’arbres de transmission est remarquable en ce qu’un moyen d’amortissement élastique agissant en torsion selon le deuxième axe de rotation est disposé entre l’arbre de sortie et le composant d’interface du dispositif d’actionnement. Cette architecture de système d’accouplement d’arbres de transmission prévient les risques d’endommagement du dispositif de réduction de vitesse du dispositif d’actionnement en amortissant le choc généré par les dents de la cannelure du manchon de crabotage lorsqu’elles viennent buter sur le sommet de la cannelure de l’arbre menant ou de l’arbre mené. On diminue fortement la valeur de surcouple temporaire qui pourrait remonter au sein des dentures du dispositif de réduction de vitesse lorsque la tentative d’insertion est avortée. Le dispositif d’actionnement reste compact car le moyen d’amortissement élastique est déporté en dehors du dispositif de réduction de vitesse.
De préférence, le composant d’interface est mobile angulairement par rapport à l’arbre de sortie.
Avantageusement, le secteur angulaire prédéterminé est compris entre 20° et 180° permettant au manchon de crabotage de passer de la première position extrême de désaccouplement, dans laquelle l’une des première ou deuxième cannelures de connexion est désengagée soit de la première cannelure d’entrainement de l’arbre menant, soit de la deuxième cannelure d’entrainement de l’arbre mené, vers la deuxième position extrême d’accouplement, dans laquelle les première et deuxième cannelures de connexion sont engagées respectivement dans la première cannelure d’entrainement de l’arbre menant et la deuxième cannelure d’entrainement de l’arbre mené.
De préférence, le moyen d’amortissement élastique comprend un ressort de torsion qui autorise un déplacement angulaire du composant d’interface par rapport à l’arbre de sortie selon une valeur d’angle comprise entre 5° et 20°. Le ressort de torsion est un composant mécanique fiable dont la raideur angulaire peut facilement s’adapter aux contraintes du dispositif d’actionnement. La rotation du composant d’interface se fait par la déformation du ressort de torsion.
Avantageusement, la raideur angulaire du moyen d’amortissement élastique est comprise entre 0,01 Nm/° et 1 Nm/°, par exemple la raideur angulaire est égale à 0,1 Nm/°. Selon un aspect de l’invention, le ressort de torsion applique un couple de précharge entre l’arbre de sortie et le composant d’interface, la valeur du couple de précharge étant comprise entre 0,5 Nm et 5 Nm, le composant d’interface étant plaqué directement ou indirectement sur l’arbre de sortie lorsque le dispositif d’actionnement est inactif. De cette manière, la mise en action du moyen d’amortissement élastique ne se fait que lorsque la tentative d’insertion des dents de la cannelure du manchon de crabotage dans la cannelure de l’arbre menant est avortée. Il n’est pas nécessaire de mettre un capteur de position axial sur le manchon de crabotage pour contrôler l’engagement ou non des cannelures. Seul le capteur angulaire du dispositif d’actionnement est nécessaire pour gérer l’engagement des cannelures.
De préférence, le ressort de torsion comprend une première extrémité insérée dans l’arbre de sortie et une deuxième extrémité insérée dans le composant d’interface. Avantageusement, le logement de réception du manchon de crabotage se présente sous la forme d’une gorge composée deux rebords latéraux et d’un fond cylindrique et reçoit le composant d’interface de l’arbre de sortie.
Selon un aspect de l’invention, le ressort de torsion est une lame enroulée autour du deuxième axe de rotation réalisée à partir d’un fil plat.
Selon un exemple, le ressort de torsion peut comprendre une première extrémité insérée dans une fente de support formée dans l’arbre de sortie et une deuxième extrémité insérée dans un logement creux du composant d’interface.
De préférence, l’arbre de sortie comprend au moins une première excroissance disposée sur l’extrémité de l’arbre, le composant d’interface comprend un logement creux qui entoure la première excroissance, le logement creux comprenant deux faces d’arrêt qui limitent le débattement angulaire par rapport à la première excroissance de l’arbre de sortie.
Avantageusement, l’arbre de sortie comprend une deuxième excroissance cylindrique d’axe concentrique au deuxième axe de rotation et disposée sur l’extrémité de la première excroissance, le composant d’interface pivotant autour de la deuxième excroissance à l’aide d’un alésage qui débouche dans le logement creux.
De préférence, le moyen d’amortissement élastique comprend une rondelle d’arrêt axial fixée sur la deuxième excroissance.
Selon cet aspect de l’invention, le moyen d’amortissement élastique en forme de lame enroulée présente un encombrement réduit, ce qui favorise la compacité du dispositif d’actionnement.
Selon un autre aspect de l’invention, le ressort de torsion est un ressort de torsion hélicoïdal à fil rond.
De préférence, le ressort de torsion hélicoïdal à fil rond comprend une première extrémité insérée dans un alésage cylindrique de l’arbre de sortie et une deuxième extrémité insérée dans un alésage cylindrique ou une fente du composant d’interface. Selon cet aspect de l’invention, la géométrie de l’arbre de sortie et/ou du composant d’interface reste simple, le temps d’usinage est réduit. De préférence, une des extrémités du ressort de torsion, choisie parmi la première extrémité ou la deuxième extrémité, présente un pliage à 90°, la came d’actionnement 20 étant retenue axialement sur l’arbre de sortie par l’extrémité pliée du ressort de torsion. Selon un autre aspect de l’invention, le ressort de torsion est un ressort de torsion hélicoïdal à fil plat.
Selon un autre aspect de l’invention, le moyen d’amortissement élastique est formé directement par le composant d’interface, le composant d’interface étant par exemple une lame enroulée autour du deuxième axe de rotation réalisée à partir d’un fil plat, la lame enroulée comprenant au moins trois faces d’actionnement réalisées sous la forme de portion de cylindre et les trois centres de portion de cylindre forment un triangle isocèle. De manière avantageuse, le composant d’interface remplit directement la fonction supplémentaire d’amortissement Cet aspect de l’invention permet de supprimer un composant, ce qui favorise la réduction de cout de fabrication du système d’accouplement d’arbres de transmission.
Avantageusement, la lame enroulée comprend une première extrémité insérée dans une rainure de l’arbre de sortie.
Selon un autre aspect de l’invention, le composant d’interface est une tige d’actionnement excentrique par rapport au deuxième axe de rotation du dispositif d’actionnement, la tige d’actionnement excentrique étant un composant de forme cylindrique qui est inséré dans le logement de réception du manchon de crabotage. La tige d’actionnement excentrique peut être un palier à roulement, par exemple un roulement à billes ou un roulement à rouleaux.
La tige d’actionnement excentrique peut être maintenue en position par une des extrémités d’un ressort de torsion hélicoïdal à fil rond.
Selon une variante de l’invention, le manchon de crabotage comprend au moins une première cannelure interne de connexion agencée pour entrainer en rotation l’arbre menant et une deuxième cannelure interne de connexion agencée pour entrainer en rotation l’arbre mené, les première et deuxième cannelures internes étant engagées respectivement dans une première cannelure externe de transmission de l’arbre menant et une deuxième cannelure externe de transmission de l’arbre mené lorsque le manchon de crabotage est dans la deuxième position extrême d’accouplement. Selon une autre variante de l’invention, le manchon de crabotage comprend au moins une première cannelure externe de connexion agencée pour entrainer en rotation l’arbre menant et une deuxième cannelure interne de connexion agencée pour entrainer en rotation l’arbre mené, les première et deuxième cannelures internes étant engagées respectivement dans une première cannelure interne de transmission de l’arbre menant et une deuxième cannelure externe de transmission de l’arbre mené lorsque le manchon de crabotage est dans la deuxième position extrême d’accouplement.
Selon un aspect de l’invention, le composant d’interface est une came d’actionnement pivotant par rapport au deuxième axe de rotation du dispositif d’actionnement, la came d’actionnement comprenant trois faces d’actionnement réalisées sous la forme de portion de cylindre et les trois centres de portion de cylindre forment un triangle isocèle. La géométrie des zones de contact de la came d’actionnement utilise des portions de cylindre de grand diamètre permettant ainsi de réduire la pression de contact avec le manchon de crabotage.
Par exemple, le sommet principal du triangle isocèle peut être confondu avec le deuxième axe de rotation de l’arbre de sortie.
De préférence, la came d’actionnement peut présenter un profil d’actionnement symétrique dont l’axe de symétrie passe par la bissectrice du triangle isocèle, la bissectrice du triangle isocèle correspondant au milieu du deuxième secteur angulaire. La came d’actionnement présente ainsi un profil symétrique passant par le deuxième axe de rotation de l’arbre de sortie.
De préférence, le composant d’interface du dispositif d’actionnement est une came d’actionnement agencée pour pivoter selon trois secteurs angulaires adjacents, un premier secteur angulaire, un deuxième secteur angulaire qui est adjacent au premier secteur angulaire, un troisième secteur angulaire qui est adjacent au deuxième secteur angulaire d’actionnement, le cumul des trois secteurs angulaires correspondant au secteur angulaire prédéterminé,
et dans lequel le manchon de crabotage se déplace axialement entre deux positions extrêmes lorsque l’arbre de sortie pivote selon la totalité du deuxième secteur angulaire, le manchon de crabotage restant immobile axialement dans une première position extrême lorsque la rotation de l’arbre de sortie se situe dans le premier secteur angulaire, et le manchon de crabotage restant immobile axialement dans une deuxième position extrême lorsque la rotation de l’arbre de sortie se situe dans le troisième secteur angulaire. Ce dispositif d’actionnement permet, notamment grâce au premier secteur angulaire et au troisième secteur angulaire, d’avoir deux positions extrêmes d’actionnement stables car une variation angulaire de quelques degrés sur l’arbre de sortie ne génère pas de déplacement de la pièce de réception. Comme les deux positions extrêmes d’actionnement sont stables, il est possible de couper l’alimentation électrique au sein du dispositif d’actionnement, on réduit ainsi la consommation électrique du véhicule.
La valeur d’angle du deuxième secteur angulaire est strictement inférieure à 180°. Ainsi, le débattement angulaire de l’arbre de sortie est réduit, ce qui a pour conséquence de réduire le temps d’actionnement.
La came d’actionnement peut présenter deux zones de contact agencées pour appuyer sur des surfaces parallèles du logement de réception, la largeur d’appui selon le premier axe de rotation séparant les deux zones de contact est constante sur le secteur angulaire prédéterminé de rotation de l’arbre de sortie. La précision de l’actionnement est ainsi améliorée.
Avantageusement, un jeu de fonctionnement peut être défini entre la largeur d’appui de la came d’actionnement et la distance séparant axialement selon le premier axe de rotation les deux surfaces parallèles de la rainure de la douille intermédiaire, le jeu de fonctionnement est constant sur les trois secteurs angulaires de rotation de l’arbre de sortie. Le jeu de fonctionnement est de l’ordre de 0,1 mm à 0,6 mm. La précision de l’actionnement est ainsi améliorée.
Le dispositif d’actionnement du système d’accouplement d’arbres de transmission selon l’invention peut présenter l’une ou l’autre des caractéristiques décrites ci-dessous combinées entre elles ou prises indépendamment les unes des autres :
- le dispositif d’actionnement est rapporté sur un carter de fixation ;
- la valeur d’angle du premier secteur angulaire est supérieur à 3° ;
- la valeur d’angle du deuxième secteur angulaire est compris entre 20 ° et 174° ;
- la valeur d’angle du troisième secteur angulaire est supérieur à 3° ;
- la valeur d’angle du premier secteur angulaire est identique à la valeur d’angle du troisième secteur angulaire ; - la valeur d’angle du premier secteur angulaire est différente de la valeur d’angle du troisième secteur angulaire ;
- la valeur d’angle du deuxième secteur angulaire est supérieur à la valeur d’angle du premier secteur angulaire ;
- la valeur d’angle du deuxième secteur angulaire est supérieur à la valeur d’angle du troisième secteur angulaire ;
- le composant d’interface est distinct de l’arbre de sortie du dispositif d‘actionnement ; - le composant d’interface pivote par rapport à l’arbre de sortie du dispositif d‘actionnement selon le deuxième axe de rotation ;
- le composant d’interface se déforme par rapport à l’arbre de sortie du dispositif d‘actionnement selon le deuxième axe de rotation.
L’invention concerne par ailleurs un véhicule automobile à transmission hybride ou électrique comprenant un système d’accouplement d’arbres de transmission tel qu’évoqué précédemment.
D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit d’une part, et d’exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins annexés d’autre part, sur lesquels :
[Fig. 1] est une vue en coupe d’un système d’accouplement d’arbres de transmission selon un premier mode de réalisation de l’invention ;
[Fig. 2] est une vue de dessus de la came d’actionnement du système d’accouplement d’arbres de transmission de la figure 1 ;
[Fig. 3] est une vue simplifiée de l’extrémité d’interface de l’arbre de sortie du dispositif d’actionnement de la figure 1 ;
[Fig. 4] est une vue isométrique de l’arbre de sortie du système d’accouplement d’arbres de transmission selon le premier mode de réalisation de l’invention de la figure 1 ;
[Fig. 5] est une vue en coupe de l’arbre de sortie selon le premier mode de réalisation de l’invention de la figure 1 ;
[Fig. 6] est vue isométrique de l’arbre de sortie du système d’accouplement d’arbres de transmission selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ;
[Fig. 7] est une vue en coupe de l’arbre de sortie selon le deuxième mode de réalisation de l’invention de la figure 6 ;
[Fig. 8] est vue isométrique de l’arbre de sortie du système d’accouplement d’arbres de transmission selon un troisième mode de réalisation de l’invention ;
[Fig. 9] est une vue en coupe de l’arbre de sortie selon le troisième mode de réalisation de l’invention de la figure 8 ;
[Fig. 10] est vue isométrique de l’arbre de sortie du système d’accouplement d’arbres de transmission selon un quatrième mode de réalisation de l’invention ;
[Fig. 11] est une vue en coupe de l’arbre de sortie selon le quatrième mode de réalisation de l’invention de la figure 10 ;
[Fig. 12] est vue isométrique de l’arbre de sortie du système d’accouplement d’arbres de transmission selon un cinquième mode de réalisation de l’invention ;
[Fig. 13] est une vue en coupe de l’arbre de sortie selon le cinquième mode de réalisation de l’invention de la figure 12 ;
[Fig. 14] est vue isométrique de l’arbre de sortie du système d’accouplement d’arbres de transmission selon un sixième mode de réalisation de l’invention ;
[Fig. 15] est une vue en coupe de l’arbre de sortie selon le sixième mode de réalisation de l’invention de la figure 14 ;
[Fig. 16] est une vue en coupe de l’arbre de sortie selon un septième mode de réalisation de l’invention ;
[Fig. 17] est une vue en coupe de l’arbre de sortie selon un huitième mode de réalisation de l’invention.
Les caractéristiques, 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 par rapport aux autres. Sur l’ensemble de la description, les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence.
Dans la description et les revendications, on utilisera, les termes "externe" et "interne" ainsi que les orientations "axiale" et "radiale" pour désigner, selon les définitions données dans la description, des éléments du système de transmission. Par convention, l'orientation "radiale" est dirigée orthogonalement au premier axe de rotation X du système d’accouplement déterminant l'orientation "axiale" et, de l'intérieur vers l'extérieur en s'éloignant dudit axe, l'orientation "circonférentielle" est dirigée orthogonalement au premier axe de rotation X et orthogonalement à la direction radiale. Les figures 1 à 5 illustrent un système d’accouplement d’arbres de transmission 1 selon un premier mode de réalisation de l’invention. On va dans un premier temps décrire le fonctionnement d’un système d’accouplement d’arbres de transmission de manière générale.
Le système d’accouplement d’arbres de transmission 1 est ici un embrayage de connexion entre deux arbres 2, 3 qui est utilisé, dans une chaîne de transmission d’un véhicule, pour transmettre un couple provenant d’un moteur thermique ou électrique, non illustré, vers un arbre de roue 7 d’un véhicule automobile. Un tel système de d’accouplement d’arbres de transmission peut, par exemple, faire partie d’une chaîne de transmission secondaire apte à transmettre un couple d’un moteur secondaire du véhicule, tel qu’un moteur électrique, vers un essieu arrière ou avant d’un véhicule tandis qu’une chaîne de transmission primaire est apte à transmettre un couple d’un moteur principal, par exemple un moteur thermique, vers les arbres de roue d’un autre essieu du véhicule. Lorsque la machine électrique réversible associée au réducteur de vitesse est inactive, il n’y a pas d’intérêt à laisser ladite machine connectée à la roue du véhicule. On désengage alors l’embrayage de connexion.
Le système d’accouplement d’arbres de transmission 1 est intercalé cinématiquement entre un réducteur de vitesse et l’arbre de roue 7 du véhicule. La sortie du réducteur de vitesse est solidaire en rotation d’un arbre menant 2 de transmission selon un premier axe de rotation X. L’arbre menant 2 de transmission comprend une première cannelure de transmission 2a usinée sur son extrémité, la première cannelure de transmission est dans cet exemple externe.
Le système d’accouplement d’arbres de transmission 1 comprend également un arbre mené 3 de transmission coaxial à l’arbre menant 2 comprenant une deuxième cannelure de transmission 3a, la deuxième cannelure de transmission est dans cet exemple externe. L’arbre mené 3 est inséré dans l’arbre menant 2 et guidé en rotation grâce à un palier de guidage 4 autour du premier axe de rotation X. L’arbre mené 3 de transmission comprend également une cannelure interne de sortie de couple 3b liée en rotation avec l’arbre de roue 7 du véhicule. Le système d’accouplement d’arbres de transmission 1 utilise un manchon de crabotage 30 pour connecter les deux arbres menant et mené 2, 3. Le manchon de crabotage 30 est mobile axialement selon le premier axe de rotation X et comprend une première cannelure de connexion 33 apte à entrainer en rotation l’arbre menant 2 et une deuxième cannelure de connexion 34 apte à entrainer en rotation l’arbre mené 3. Dans cet exemple, les première et deuxième cannelures de connexion 33, 34 sont externes et sont complémentaires aux première et deuxième cannelures de transmission 2a, 3a. Afin d’actionner le système d’accouplement d’arbres de transmission 1, on utilise un dispositif d’actionnement 10 alimenté électriquement. Le dispositif d’actionnement 10 comprend un moteur électrique 11 lié cinématiquement à un dispositif de réduction de vitesse 13, un arbre de sortie 40 du dispositif de réduction de vitesse tournant autour d’un deuxième axe de rotation Y et un composant d’interface 20, par exemple une came d’actionnement, disposé à l’extrémité de l’arbre de sortie qui interagit avec le manchon de crabotage 30. Le composant d’interface 20 est notamment agencé pour pivoter au sein d’un logement de réception 31 formé directement dans le manchon de crabotage 30. Le logement de réception 31 du manchon de crabotage 30 se présente sous la forme d’une gorge composée deux rebords latéraux 32 et d’un fond cylindrique 35 et reçoit le composant d’interface de l’arbre de sortie.
Comme cela est illustré sur les figures 4 et 5, le composant d’interface 20 peut pivoter par rapport à l’arbre de sortie 40 selon certaines conditions qui seront expliquées ultérieurement.
Ce dispositif d’actionnement 10 comprend également un boîtier de protection 18 qui protège le moteur électrique 11 et supporte le dispositif de réduction de vitesse 13. Le boitier de protection 18 est rapporté sur un fourreau de protection 9 du système de transmission 1. Le fourreau de protection 9 est de forme cylindre d’axe confondu avec le premier axe de rotation X et comporte un orifice de passage de l’arbre de sortie 40 du dispositif d’actionnement.
Comme illustré sur la figure 3, le manchon de crabotage 30 se déplace axialement entre deux positions extrêmes de désaccouplement et d’accouplement lorsque l’arbre de sortie 40 pivote autour de son deuxième axe de rotation Y selon un secteur angulaire prédéterminé. Le manchon de crabotage 30 se déplace axialement d’une valeur Dx par rapport à l’arbre mené 3 de transmission qui est fixe axialement. Lorsque le manchon de crabotage 30 est dans la première position extrême de désaccouplement, la deuxième cannelure de connexion 34 est désengagée de la deuxième cannelure d’entrainement de l’arbre mené 3. La deuxième cannelure de connexion 34 est morcelée pour réduire la course d’engagement.
Lorsque le manchon de crabotage 30 est dans la deuxième position extrême d’accouplement, les première et deuxième cannelures de connexion 33, 34 sont engagées respectivement dans la première cannelure d’entrainement 2a de l’arbre menant 2 et la deuxième cannelure d’entrainement 3a de l’arbre mené 3.
Le logement de réception 31 du manchon de crabotage 30 se présente sous la forme d’une gorge composée deux rebords latéraux 32 et d’un fond cylindrique 35 et reçoit le composant d’interface 20 du dispositif d’actionnement. Dans le cas présent, le composant d’interface est réalisé sous la forme de la came d’actionnement 20. Les deux rebords latéraux 32 sont issus de matière avec le manchon de crabotage.
On va maintenant décrire le fonctionnement général du système d’accouplement d’arbres de transmission lorsque l’on est dans un cas favorable d’engagement de la denture du manchon de crabotage 30 avec la deuxième cannelure d’entrainement de l’arbre mené 3.
La came d’actionnement 20 présente deux zones de contact 20a, 20b en appui sur les surfaces parallèles 32a du logement de réception, la largeur d’appui L selon le premier axe de rotation X séparant les deux zones de contact est constante sur l’ensemble de la rotation de l’arbre de sortie. Pour garantir un débattement de la came d’actionnement 20 au sein de la gorge annulaire sans frottement intempestif, un jeu de fonctionnement est défini entre la largeur d’appui L de la came d’actionnement et la distance D séparant axialement selon le premier axe de rotation X les deux surfaces parallèles 32a du logement de réception 31.
Comme illustré sur la figure 2, la came d’actionnement 20 comprend trois faces d’actionnement 21 réalisées sous la forme de portion de cylindre, les trois centres 22 de portion de cylindre forme un triangle isocèle, le sommet principal du triangle isocèle étant confondu avec le deuxième axe de rotation Y de l’arbre de sortie 40. La géométrie des zones de contact 20a, 20b de la came d’actionnement utilise des portions de cylindre de grand diamètre permettant de réduire la pression de contact avec les surfaces parallèles du logement de réception. Lors de la rotation de la came d’actionnement, la face d’actionnement 21 glisse sur l’une des surfaces parallèles 32a. Dans ce premier mode de réalisation, la came d’actionnement 20 présente un profil d’actionnement symétrique dont l’axe de symétrie passe par la bissectrice 37 du triangle isocèle, la bissectrice du triangle isocèle correspondant au milieu du deuxième secteur angulaire a2. Le triangle isocèle présente une hauteur H et un angle principal [3 par exemple compris entre 45° et 150°. La came d’actionnement 20 présente ainsi un profil symétrique passant par le deuxième axe de rotation Y.
Grace à la géométrie particulière du profil de la came d’actionnement, le jeu de fonctionnement entre la largeur d’appui L de la came d’actionnement et la distance D est constant sur l’ensemble de la rotation de l’arbre de sortie. Le jeu de fonctionnement est de l’ordre de 0,1 mm à 0,6 mm. La précision de l’actionnement est ainsi améliorée. Pour garantir un débattement de la came d’actionnement 20 au sein du logement de réception 31 sans frottement intempestif, les faces d’actionnement 21 de la came d’actionnement 20 sont raccordées entre-elles par une face de liaison cylindrique 23 de rayon R2 inférieur au rayon RI des portions de cylindre, le rayon de liaison étant compris entre 1 et 5 mm. Lors de la rotation de la came d’actionnement, la face de liaison cylindrique 23 est également amené à glisser sur l’une des surfaces parallèles 32a. Les zones de contact 20a, 20b de la came d’actionnement sont alternativement formées par une face d’actionnement 21 et/ ou une face de liaison cylindrique 23. La géométrie de la zone de contact 20a, 20b présente alors un rayon RI ou un rayon R2.
Afin de recentrer la came d’actionnement 20 dans le logement de réception 31, le premier axe de rotation X du manchon de crabotage 30 est non sécant au deuxième axe de rotation Y. Par exemple, le deuxième axe de rotation Y est décalé par rapport un plan parallèle au deuxième axe de rotation Y et passant par le premier axe de rotation X d’une valeur de quelques millimètres.
On va maintenant décrire le fonctionnement du dispositif d’actionnement permettant de passer de la première position extrême de désaccouplement à la deuxième position extrême d’accouplement selon un temps d’actionnement réduit.
Comme illustré sur la figure 3, l’arbre de sortie 40 est agencé pour pivoter selon trois secteurs angulaires al, a2, a3 adjacents, un premier secteur angulaire al, un deuxième secteur angulaire a2 qui est adjacent au premier secteur angulaire al, un troisième secteur angulaire a3 qui est adjacent au deuxième secteur angulaire a2. Le cumul des trois secteurs angulaires al , a2 , a3 correspond au secteur angulaire prédéterminé a. Dans un premier temps, le manchon de crabotage 30 est dans la première position extrême de désaccouplement. Le manchon de crabotage 30 reste immobile axialement dans la première position extrême lorsque la rotation de l’arbre de sortie se situe dans le premier secteur angulaire. La valeur d’angle du premier secteur angulaire al est de 15°. Sur ce premier secteur angulaire al, le manchon de crabotage 30 reste dans une position stable qui permet de couper l’alimentation électrique au sein du dispositif d’actionnement, on réduit ainsi la consommation électrique du véhicule.
Dans un deuxième temps, le manchon de crabotage 30 se déplace axialement entre les deux positions extrêmes de désaccouplement et d’accouplement lorsque l’arbre de sortie 40 pivote selon la totalité du deuxième secteur angulaire a2. Le déplacement Dx du manchon de crabotage 30 est visible sur la figure 3. La valeur d’angle du deuxième secteur angulaire a2 est d’environ 100°.
Dans un troisième temps, le manchon de crabotage 30 reste immobile axialement dans la deuxième position extrême lorsque la rotation de l’arbre de sortie se situe dans le troisième secteur angulaire a3. La valeur d’angle du troisième secteur angulaire a3 est d’environ 5°. Sur ce troisième secteur angulaire a3, le manchon de crabotage 30 reste dans une position stable qui permet de couper l’alimentation électrique au sein du dispositif d’actionnement, on réduit ainsi la consommation électrique du véhicule. Grace à la géométrie particulière du profil de la came d’actionnement, la largeur d’appui L selon le premier axe de rotation X séparant les deux zones de contact 20a, 20b est constante sur les trois secteurs angulaires al, a2, a3 de rotation de l’arbre de sortie. La figure 3 illustre également les différentes positions angulaires prises par la came d’actionnement 20 au cours du déplacement Dx du manchon de crabotage 30.
Pour améliorer la fiabilité du système d’accouplement d’arbres de transmission 1, un moyen d’amortissement élastique 50 agissant en torsion selon le deuxième axe de rotation Y est disposé entre l’arbre de sortie 40 et la came d’actionnement 20 du dispositif d’actionnement.
Dans ce premier mode de réalisation de l’invention, le moyen d’amortissement élastique 50 est un ressort de torsion qui autorise un déplacement angulaire du composant d’interface 20 par rapport à l’arbre de sortie 40 selon une valeur d’angle 0 égale à 15°. Comme illustré sur les figures 4 et 5, le ressort de torsion 50 est une lame enroulée 53 autour du deuxième axe de rotation Y réalisée à partir d’un fil plat. Le fil plat est en acier. La raideur angulaire du moyen d’amortissement élastique est égale à 0,5 Nm/°. Le ressort de torsion 50 comprend une première extrémité 51 insérée dans l’arbre de sortie 40 et une deuxième extrémité 52 insérée dans la came d’actionnement 20.
L’arbre de sortie 40 présente principalement une forme de révolution, dont notamment une portée cylindrique 44 qui pivote dans le boitier de protection 18 du dispositif d’actionnement 10. L’arbre de sortie 40 supporte le moyen d’amortissement élastique 50 et comprend une première excroissance 41 disposée sur l’extrémité de l’arbre. La première excroissance 41 reçoit la came d’actionnement 20 et le ressort de torsion 50. Notamment, une fente de support 43 est aménagée dans la première excroissance 41 pour retenir la première extrémité 51 du ressort de torsion.
La came d’actionnement 20 comprend un logement creux 26 comprenant deux faces d’arrêt 27 qui limitent le débattement angulaire par rapport à la première excroissance 41 de l’arbre de sortie. Le ressort de torsion 50 applique un couple de précharge entre l’arbre de sortie et le composant d’interface, la valeur du couple de précharge étant comprise entre 0,5 Nm et 5 Nm. Ainsi, l’une des faces d’arrêt 27 de la came d’actionnement 20 est plaqué sur l’arbre de sortie 40 lorsque le dispositif d’actionnement est inactif.
L’arbre de sortie 40 comprend également une deuxième excroissance 42 cylindrique d’axe concentrique au deuxième axe de rotation Y et disposée sur l’extrémité de la première excroissance 4L La came d’actionnement 20 pivote autour de la deuxième excroissance 42 à l’aide d’un alésage qui débouche dans le logement creux 26.
De préférence, le moyen d’amortissement élastique 50 comprend une rondelle d’arrêt axial 55 fixée sur la deuxième excroissance 42, par exemple insérée dans une gorge de fixation. La rondelle d’arrêt axial 55 maintient en position axiale la came d’actionnement 20 sur l’arbre de sortie 40, notamment lors des phases d’assemblage.
L’arbre de sortie 40 comprend également une couronne dentée 45, ici une couronne dentée intérieure qui engrène avec un autre engrenage du dispositif de réduction de vitesse 13. Le dispositif de réduction de vitesse 13 comprend dans ce premier mode de réalisation de l’invention un train d’engrenage droit. La couronne dentée 45 de l’arbre de sortie participe au dernier étage de réduction de la vitesse du moteur électrique 11. Lorsque le système d’accouplement d’arbres de transmission 1 est dans la première position extrême de désaccouplement, la transmission électrique est arrêtée. Le rotor de la machine électrique ne tourne pas de sorte que la vitesse de l’arbre menant 2 est différente de la vitesse de rotation de l’arbre mené 3 qui correspond à celle des roues du véhicule.
Dans cette première position extrême de désaccouplement, le ressort de torsion 50 applique un couple de précharge entre l’arbre de sortie 40 et la came d’actionnement 20 d’une valeur 2 Nm.
Lorsque l’on veut engager les dents de la cannelure interne du manchon de crabotage 30 au sein de la deuxième cannelure de transmission 3a de l’arbre mené 3, on ajuste tout d’abord la vitesse de rotation de l’arbre menant 2 avec comme consigne d’être la plus proche possible de la vitesse de rotation de l’arbre mené 3, tout en conservant un léger différentiel de vitesse entre les deux arbres 2, 3. Lorsque la consigne de vitesse de l’arbre menant 2 est atteinte, on procède à l’insertion des dents de la cannelure interne du manchon de crabotage 30. On déplace axialement le manchon de crabotage 30 en faisant pivoter l’arbre de sortie 40 du dispositif d’actionnement 10 autour du deuxième axe de rotation Y.
Dans le cas favorable ou les dents de la cannelure interne du manchon de crabotage 30 sont alignées avec les creux de la deuxième cannelure de transmission 3a de l’arbre mené 3, le manchon de crabotage 30 coulisse axialement le long de l’arbre mené 3 et ne transmet qu’un faible effort axial parasite à la came d’actionnement 20 généré par le frottement des cannelures entre elles. Le ressort de torsion 50 n’est pas sollicité ou peu sollicité dans ce cas favorable.
Dans un premier cas défavorable ou les dents de la cannelure interne du manchon de crabotage 30 sont alignées avec les sommets de la deuxième cannelure de transmission 3a de l’arbre mené 3, le manchon de crabotage 30 ne peut pas coulisser axialement. Le pivotement de l’arbre de sortie 40 entraine la rotation de la came d’actionnement 20 autour du deuxième axe de rotation Y tandis que le manchon de crabotage 30 reste fixe axialement. Le ressort de torsion 50 se déforme pour compenser le pivotement de l’arbre de sortie 40 jusqu’à une certaine valeur de déformation. La déformation du ressort de torsion 50 amortit le pivotement de l’arbre de sortie 40 et évite de renvoyer un choc au sein du dispositif de réduction de vitesse 13 du dispositif d’actionnement 10. Dans un deuxième cas défavorable ou les dents de la cannelure interne du manchon de crabotage 30 sont quasiment alignées avec les creux de la deuxième cannelure de transmission 3a de l’arbre mené 3, le manchon de crabotage 30 commence à coulisser axialement et les dents de la cannelure du manchon de crabotage commencent à pénétrer dans la cannelure de l’arbre mené. Il peut arriver, lorsque le différentiel de vitesse de rotation entre l’arbre mené 3 et l’arbre menant 2 est trop important, que la tentative d’insertion avorte tout simplement parce que le temps disponible dans lequel les cannelures internes et externes sont complètement alignées est trop faible. Les dents de la cannelure du manchon de crabotage sont alors éjectées brutalement de la cannelure de l’arbre mené 3 tandis que le pivotement de l’arbre de sortie 40 continue.
Le ressort de torsion 50 se déforme pour compenser le pivotement de l’arbre de sortie. Le pivotement de l’arbre de sortie 40 entraine la rotation du composant d’interface 20 autour du deuxième axe de rotation Y tandis que tandis que le manchon de crabotage 30 recule en direction de l’arbre menant. Cette combinaison de mouvement entraine la déformation du ressort de torsion 50 qui amortit pivotement de l’arbre de sortie 40 jusqu’à une certaine valeur de déformation et évite de renvoyer un choc au sein du dispositif de réduction de vitesse 13 du dispositif d’actionnement 10. On évite ainsi la remontée de choc dans l’arbre de sortie 40 et on évite de créer des dommages dans le dispositif de réduction de vitesse 13 du dispositif d’actionnement qui comprend des dentures non dimensionnées pour recevoir un tel surcouple temporaire.
La déformation peut atteindre jusqu’à la valeur maximale d’enroulement du ressort de torsion. Dans ce premier mode de réalisation de l’invention, les chocs associés à un défaut d’engagement de denture sont absorbés en dehors du dispositif de réduction de vitesse du dispositif d’actionnement.
On va maintenant décrire en référence aux figures 6 et 7, un deuxième mode de réalisation de l’invention, qui diffère du premier mode de réalisation par une structure inversée du moyen d’amortissement élastique 50. Le composant d’interface 20 est ici une came d’actionnement comprenant une excroissance 28a tandis que l’arbre de sortie 40 comprend un logement creux 46a agencé pour accueillir ladite excroissance.
Dans ce deuxième mode de réalisation, le moyen d’amortissement élastique 50 agissant en torsion selon le deuxième axe de rotation Y est disposé entre l’arbre de sortie 40 et la came d’actionnement 20 du dispositif d’actionnement. Le moyen d’amortissement élastique 50 est un ressort de torsion qui autorise un déplacement angulaire du composant d’interface 20 par rapport à l’arbre de sortie 40 selon une valeur d’angle 0 égale à 15°.
Comme illustré sur les figures 6 et 7, le ressort de torsion 50 est une lame enroulée 53a autour du deuxième axe de rotation Y réalisée à partir d’un fil plat. Le fil plat est en acier. Le ressort de torsion 50 comprend une première extrémité 51a insérée dans l’excroissance 28a de la came d’actionnement 20 et une deuxième extrémité 52a insérée dans le logement creux 46a de l’arbre de sortie 40. Notamment, une fente de support 29a est aménagée dans l’excroissance 28a de la came d’actionnement 20 pour retenir la première extrémité 51 du ressort de torsion.
Le logement creux 46a de l’arbre de sortie 40 comprend deux faces d’arrêt 47a qui limitent le débattement angulaire par rapport à l’excroissance 28a de la came d’actionnement 20. Le ressort de torsion 50 applique un couple de précharge entre l’arbre de sortie et le composant d’interface, la valeur du couple de précharge étant comprise entre 0,5 Nm et 5 Nm. Ainsi, l’une des faces d’arrêt 47a de l’arbre de sortie 40 est plaquée sur la came d’actionnement 20 lorsque le dispositif d’actionnement est inactif.
Egalement, le moyen d’amortissement élastique 50 comprend un rivet 56 fixé sur l’arbre de sortie 40. Le rivet 56 maintient en position axiale la came d’actionnement 20a sur l’arbre de sortie 40, notamment lors des phases d’assemblage, tout en permettant un pivotement de la came d’actionnement 20 autour de l’axe du rivet.
L’arbre de sortie 40 comprend également une couronne dentée 45, ici une couronne dentée intérieure qui engrène avec un autre engrenage du dispositif de réduction de vitesse 13.
On va maintenant décrire en référence aux figures 8 et 9, un troisième mode de réalisation de l’invention, qui diffère du premier mode de réalisation par le fait que le moyens d’amortissement élastique 50 est réalisé sous la forme d’un ressort de torsion hélicoïdal à fil rond.
Dans ce troisième mode de réalisation de l’invention, le moyen d’amortissement élastique 50 agissant en torsion selon le deuxième axe de rotation Y est disposé entre l’arbre de sortie 40 et la came d’actionnement 20 du dispositif d’actionnement. Le moyen d’amortissement élastique 50 est un ressort de torsion qui autorise un déplacement angulaire du composant d’interface 20, réalisé sous la forme d’une came d’actionnement, par rapport à l’arbre de sortie 40 selon une valeur d’angle 0 égale à 15°. Comme illustré sur les figures 8 et 9, le ressort de torsion 50 est un fil d’acier enroulé autour du deuxième de rotation Y. Le ressort de torsion 50 hélicoïdal à fil rond comprend une première extrémité 51b insérée dans un alésage cylindrique de l’arbre de sortie 40 et une deuxième extrémité 52b insérée dans une fente de support 29b de la came d’actionnement 20. Les première et deuxième extrémités 51b, 52b sont orientées dans le même sens et en direction de la came d’actionnement 20. La deuxième extrémité 52b présente un pliage à 90°. La came d’actionnement 20 est retenue axialement sur l’arbre de sortie 40 par la deuxième extrémité 52b pliée du ressort de torsion 50. La deuxième extrémité 52b pliée forme un crochet de retenue axiale de la came d’actionnement.
L’arbre de sortie 40 présente principalement une forme de révolution, dont notamment une portée cylindrique 44 qui pivote dans le boitier de protection 18 du dispositif d’actionnement 10. L’arbre de sortie 40 supporte le moyen d’amortissement élastique 50 par l’intermédiaire d’un logement creux 46b et comprend une première excroissance 41b disposée sur l’extrémité de l’arbre. Le ressort de torsion 50 est guidé par l’alésage du logement creux 46b. La première excroissance 41b reçoit la came d’actionnement 20. Notamment, une fente de passage 43b est aménagée dans la première excroissance 41b pour laisser passer la deuxième extrémité 52b du ressort de torsion lors de l’assemblage du dispositif d’actionnement.
L’arbre de sortie 40 comprend également une couronne dentée 45, ici une couronne dentée intérieure qui engrène avec un autre engrenage du dispositif de réduction de vitesse 13. Le dispositif de réduction de vitesse 13 comprend dans ce troisième mode de réalisation de l’invention un réducteur cycloïdal.
On va maintenant décrire en référence aux figures 10 et 11, un quatrième mode de réalisation de l’invention, qui diffère du premier mode de réalisation par le fait que le moyens d’amortissement élastique 50 est réalisé sous la forme d’un ressort de torsion hélicoïdal à fil rond.
Dans ce quatrième mode de réalisation de l’invention, le moyen d’amortissement élastique 50 agissant en torsion selon le deuxième axe de rotation Y est disposé entre l’arbre de sortie 40 et la came d’actionnement 20 du dispositif d’actionnement. Le moyen d’amortissement élastique 50 est un ressort de torsion qui autorise un déplacement angulaire du composant d’interface 20, réalisé sous la forme d’une came d’actionnement, par rapport à l’arbre de sortie 40 selon une valeur d’angle 0 égale à 15°. Comme illustré sur les figures 10 et 11, le ressort de torsion 50 est un fil d’acier enroulé autour du deuxième de rotation Y. L’arbre de sortie 40 supporte le moyen d’amortissement élastique 50 par l’intermédiaire d’un logement creux 46c. Le ressort de torsion 50 hélicoïdal à fil rond comprend une première extrémité 51c insérée dans un alésage cylindrique de l’arbre de sortie 40 et une deuxième extrémité 52c insérée dans un alésage cylindrique de la came d’actionnement 20. Les première et deuxième extrémités 51c, 52c sont orientées dans des directions différentes.
L’arbre de sortie 40 supporte le moyen d’amortissement élastique 50 et comprend une première excroissance 41c disposée sur l’extrémité de l’arbre. La première excroissance 41c reçoit la came d’actionnement 20.
La came d’actionnement 20 comprend un logement creux 26c comprenant deux faces d’arrêt qui limitent le débattement angulaire par rapport à la première excroissance 41c de l’arbre de sortie.
L’arbre de sortie 40 comprend également une deuxième excroissance 42c cylindrique d’axe concentrique au deuxième axe de rotation Y et disposée sur l’extrémité de la première excroissance 41c. La came d’actionnement 20 pivote autour de la deuxième excroissance 42c à l’aide d’un alésage qui débouche dans le logement creux 26c.
De préférence, le moyen d’amortissement élastique 50 comprend une rondelle d’arrêt axial 55 fixée sur la deuxième excroissance 42, par exemple insérée dans une gorge de fixation. La rondelle d’arrêt axial 55 maintient en position axiale la came d’actionnement 20 sur l’arbre de sortie 40, notamment lors des phases d’assemblage.
On va maintenant décrire en référence aux figures 12 et 13, un cinquième mode de réalisation de l’invention, qui diffère du quatrième mode de réalisation par le fait que la came d’actionnement 20 est arrêtée en rotation par des faces d’arrêt 47d réalisées directement dans la portée cylindrique 44 de l’arbre de sortie 40.
Dans ce quatrième mode de réalisation de l’invention, le moyen d’amortissement élastique 50 agissant en torsion selon le deuxième axe de rotation Y est disposé entre l’arbre de sortie 40 et la came d’actionnement 20 du dispositif d’actionnement. Le moyen d’amortissement élastique 50 est un ressort de torsion hélicoïdal à fil rond qui autorise un déplacement angulaire de la came d’actionnement 20 par rapport à l’arbre de sortie 40 selon une valeur d’angle 0 égale à 15°.
Comme illustré sur les figures 12 et 13, le ressort de torsion 50 est un fil d’acier enroulé autour du deuxième de rotation Y. Le ressort de torsion 50 hélicoïdal à fil rond comprend une première extrémité 51d insérée dans une fente de passage de l’arbre de sortie 40 et une deuxième extrémité 52d insérée dans une fente de support 29d de la came d’actionnement 20. Les première et deuxième extrémités 51d, 52d sont orientées dans des directions différentes. La deuxième extrémité 52d présente un pliage à 90°. La came d’actionnement 20 est retenue axialement sur l’arbre de sortie 40 par la deuxième extrémité 52d pliée du ressort de torsion 50.
L’arbre de sortie 40 supporte le moyen d’amortissement élastique 50 et comprend une première excroissance 41d disposée sur l’extrémité de l’arbre. La première excroissance 41d sert de guide pour le ressort de torsion 50. L’arbre de sortie 40 comprend également une deuxième excroissance 42d cylindrique d’axe concentrique au deuxième axe de rotation Y et disposée sur l’extrémité de la première excroissance 41 d. La came d’actionnement 20 pivote autour de la deuxième excroissance 42d.
L’arbre de sortie 40 présente principalement une forme de révolution, dont notamment une portée cylindrique 44 qui pivote dans le boitier de protection 18 du dispositif d’actionnement 10. La portée cylindrique 44 intègre directement les faces d’arrêt 47d de la came d’actionnement 20.
Dans ce cinquième mode de réalisation, l’arrêt en rotation du composant d’interface se fait par l’appui des faces d’actionnement 21 de la came d’actionnement 20 sur les deux faces d’arrêt 47d. Notamment, le ressort de torsion 50 applique un couple de précharge entre l’arbre de sortie et le composant d’interface, la valeur du couple de précharge étant comprise entre 0,5 Nm et 5 Nm. Ainsi, l’une des faces d’actionnement 21 de la came d’actionnement 20 est plaquée sur l’une des faces d’arrêt 47d de l’arbre de sortie 40 lorsque le dispositif d’actionnement est inactif.
L’arbre de sortie 40 comprend également une couronne dentée extérieure 45 qui engrène avec un autre engrenage du dispositif de réduction de vitesse 13.
On va maintenant décrire en référence aux figures 14 et 15, un sixième mode de réalisation de l’invention, qui diffère du premier mode de réalisation par le fait que le moyen d’amortissement élastique 50 est formé directement par le composant d’interface 20. Dans cet exemple, le composant d’interface 20 se déforme par rapport à l’arbre de sortie 40 du dispositif d‘actionnement selon le deuxième axe de rotation Y.
Dans ce sixième mode de réalisation, le moyen d’amortissement élastique 50 agissant en torsion selon le deuxième axe de rotation Y est toujours disposé entre l’arbre de sortie 40 et le composant d’interface 20, le composant d’interface remplissant directement la fonction supplémentaire d’amortissement. Le composant d’interface est une lame enroulée 53e autour du deuxième axe de rotation Y réalisée à partir d’un fil plat. Le fil plat est en acier. La lame enroulée 53e comprend au moins trois faces d’actionnement 21 réalisées sous la forme de portion de cylindre et les trois centres de portion de cylindre forment un triangle isocèle. L’une des faces d’actionnement 21 est en appui sur une des surfaces parallèles 32a du logement de réception du manchon de crabotage 30. La lame enroulée 53e comprend une première extrémité 51e formée à partir d’une des portions de cylindre et une deuxième extrémité 52e formée également à partir d’une des portions de cylindre. Les première et deuxième extrémités 51e, 52e sont orientées dans le même sens et en direction de l’arbre de sortie 40.
Pour maintenir en position le composant d’interface 20, un logement creux 46e est aménagé au bout de l’arbre de sortie 40. Le logement creux 46e de l’arbre de sortie 40 présente une forme carrée. Les première et deuxième extrémités 51e, 52e sont insérées dans le logement creux 46e de l’arbre de sortie 40.
Notamment, le logement creux 46e de l’arbre de sortie 40 comprend deux faces d’arrêt 47e qui limitent la déformation de la lame enroulée 53e. Le ressort de torsion 50 applique un couple de précharge entre l’arbre de sortie et le composant d’interface, la valeur du couple de précharge étant comprise entre 0,5 Nm et 5 Nm. Les première et deuxième extrémités 51e, 52e sont ainsi plaquées sur les faces d’arrêt 47e de l’arbre de sortie 40 lorsque le dispositif d’actionnement est inactif.
L’arbre de sortie 40 comprend également un bossage 49e inséré dans l’espace intérieur laissé libre par la lame enroulée 53e. Lorsque la tentative d’insertion des dents de la cannelure du manchon de crabotage dans la cannelure de l’arbre menant est avortée, la lame enroulée 53e à la capacité de se déformer jusqu’à venir en contact sur le bossage 49e.
On va maintenant décrire en référence à la figure 16, un septième mode de réalisation de l’invention, qui diffère du premier mode de réalisation par le fait que le moyen d’amortissement élastique 50 est formé directement par le composant d’interface 20. Dans cet exemple, le composant d’interface 20 se déforme par rapport à l’arbre de sortie 40 du dispositif d‘actionnement selon le deuxième axe de rotation Y.
Dans ce septième mode de réalisation, le moyen d’amortissement élastique 50 agissant en torsion selon le deuxième axe de rotation Y est toujours disposé entre l’arbre de sortie 40 et le composant d’interface 20, le composant d’interface remplissant directement la fonction supplémentaire d’amortissement. Le composant d’interface 20 est une lame enroulée 53f autour du deuxième axe de rotation Y réalisée à partir d’un fil plat. Le fil plat est en acier. La lame enroulée 53f comprend au moins trois faces d’actionnement 21 réalisées sous la forme de portion de cylindre et les trois centres de portion de cylindre forment un triangle isocèle. L’une des faces d’actionnement 21 est en appui sur une des surfaces parallèles 32a du logement de réception du manchon de crabotage 30.
La lame enroulée 53f comprend une première extrémité 5 If en forme de spirale, formée à partir d’une des portions de cylindre 21, et une deuxième extrémité 52f libre.
L’arbre de sortie 40 présente principalement une forme générale de révolution, dont notamment une portée cylindrique 44 qui pivote dans le boitier de protection 18 du dispositif d’actionnement 10. L’arbre de sortie 40 supporte la lame enroulée 53f et comprend une première excroissance 41 f disposée sur l’extrémité de l’arbre. La première excroissance 41f reçoit la lame enroulée 53f. Notamment, une fente de support 43f est aménagée dans la première excroissance 41f pour retenir la première extrémité 51 f de la lame enroulée 53f.
L’arbre de sortie 40 comprend également un bossage 49f inséré dans l’espace intérieur laissé libre par la lame enroulée 53f. Lorsque la tentative d’insertion des dents de la cannelure du manchon de crabotage dans la cannelure de l’arbre menant est avortée, la lame enroulée 53f à la capacité de se déformer jusqu’à venir en contact sur le bossage 49f.
On va maintenant décrire en référence à la figure 17, un huitième mode de réalisation de l’invention, qui diffère du premier mode de réalisation par le fait que le composant d’interface 20 est une tige d’actionnement excentrique par rapport au deuxième axe de rotation Y du dispositif d’actionnement. Généralement, la tige d’actionnement excentrique 20 est un composant de forme cylindrique qui est inséré dans le logement de réception 31 du manchon de crabotage 30.
Le moyen d’amortissement élastique 50 est un ressort de torsion hélicoïdal à fil rond qui autorise un déplacement angulaire du composant d’interface 20, réalisé sous la forme d’une came d’actionnement, par rapport à l’arbre de sortie 40 selon une valeur d’angle 0 égale à 15°.
Comme illustré sur la figure 17, le ressort de torsion 50 est un fil d’acier enroulé autour du deuxième de rotation Y. Le ressort de torsion 50 hélicoïdal à fil rond comprend une première extrémité 51g insérée dans un alésage cylindrique de l’arbre de sortie 40 et une deuxième extrémité 52g insérée dans un alésage cylindrique de la tige d’actionnement excentrique 20. Les première et deuxième extrémités 51g, 52g sont orientées dans des directions différentes. La tige d’actionnement excentrique 20 est maintenue en positon par la deuxième extrémité 52g du ressort de torsion 50.
La tige d’actionnement excentrique 20 est un roulement à rouleaux. L’axe de rotation du roulement à rouleaux est parallèle et distant du deuxième axe de rotation Y.
L’arbre de sortie 40 présente principalement une forme générale de révolution, dont notamment une portée cylindrique 44 qui pivote dans le boitier de protection 18 du dispositif d’actionnement 10. Un capot de fermeture 48g emmanché sur une partie de la portée cylindrique 44 maintient en positon axiale le ressort de torsion 50. Une forme oblongue aménagée sur le capot de fermeture 48g assure le guidage de la tige d’actionnement excentrique 20 et autorise un déplacement angulaire de la tige d’actionnement excentrique 20 par rapport à l’arbre de sortie 40 selon une valeur d’angle 0 égale à 15°.
La présente invention ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations décrits et illustrés ici et elle s’étend également à tout moyen et toute configuration équivalents ainsi qu’à toute combinaison techniquement opérante de tels moyens.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système d’accouplement d’arbres de transmission (1), comprenant :
- un arbre menant (2) de transmission comprenant une première cannelure d’entrainement (2a) ;
- un arbre mené (3) de transmission coaxial à l’arbre menant comprenant une deuxième cannelure d’entrainement (3a) ;
- un manchon de crabotage (30) comprenant au moins une première cannelure de connexion (33) apte à entrainer en rotation l’arbre menant (2) selon un premier axe de rotation (X) et une deuxième cannelure de connexion (34) apte à entrainer en rotation l’arbre mené (3) ;
- un dispositif d’actionnement (10) comprenant un moteur électrique (11) lié cinématiquement à un dispositif de réduction de vitesse (13), un arbre de sortie (40) du dispositif de réduction de vitesse tournant autour d’un deuxième axe de rotation (Y), un composant d’interface (20) disposé à l’extrémité de l’arbre de sortie (40) et agencé pour pivoter au sein d’un logement de réception (31) formé dans le manchon de crabotage, le manchon de crabotage (30) pouvant se déplacer axialement selon le premier axe de rotation (X) entre une première position extrême de désaccouplement et une deuxième position extrême d’accouplement lorsque l’arbre de sortie pivote selon un secteur angulaire prédéterminé (a),
caractérisé en ce qu’un moyen d’amortissement élastique (50) agissant en torsion selon le deuxième axe de rotation (Y) est disposé entre l’arbre de sortie (40) et le composant d’interface (20) du dispositif d’actionnement.
2. Système d’accouplement d’arbres de transmission (1) selon la revendication 1, dans lequel le secteur angulaire prédéterminé est compris entre 20° et 180° permettant au manchon de crabotage de passer de la première position extrême de désaccouplement, dans laquelle l’une des première ou deuxième cannelures de connexion (33, 34) est désengagée soit de la première cannelure d’entrainement (2a) de l’arbre menant, soit de la deuxième cannelure d’entrainement (3a) de l’arbre mené, vers la deuxième position extrême d’accouplement, dans laquelle les première et deuxième cannelures de connexion (33, 34) sont engagées respectivement dans la première cannelure d’entrainement (2a) de l’arbre menant et la deuxième cannelure d’entrainement (3a) de l’arbre mené. 3. Système d’accouplement d’arbres de transmission (1) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le moyen d’amortissement élastique (50) comprend un ressort de torsion qui autorise un déplacement angulaire du composant d’interface (20) par rapport à l’arbre de sortie (40) selon une valeur d’angle (0) comprise entre 5° et 20°.
4. Système d’accouplement d’arbres de transmission (1) selon la revendication précédente, dans lequel le ressort de torsion (50) applique un couple de précharge entre l’arbre de sortie (40) et le composant d’interface (20), la valeur du couple de précharge étant comprise entre 0,5 Nm et 5 Nm, le composant d’interface étant plaqué directement ou indirectement sur l’arbre de sortie lorsque le dispositif d’actionnement (10) est inactif.
5. Système d’accouplement d’arbres de transmission (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’arbre de sortie (40) comprend au moins une première excroissance (41, 41b, 41c, 41d, 41f) disposée sur l’extrémité de l’arbre, le composant d’interface (20) comprend un logement creux (26) qui entoure la première excroissance, le logement creux (26) comprenant deux faces d’arrêt (27) qui limitent le débattement angulaire par rapport à la première excroissance de l’arbre de sortie.
6. Système d’accouplement d’arbres de transmission (1) selon la revendication précédente, dans lequel l’arbre de sortie (40) comprend une deuxième excroissance (42, 42c, 42d) cylindrique d’axe concentrique au deuxième axe de rotation (Y) et disposée sur l’extrémité de la première excroissance, le composant d’interface (20) pivotant autour de la deuxième excroissance à l’aide d’un alésage qui débouche dans le logement creux.
7. Système d’accouplement d’arbres de transmission (1) selon l’une des revendications 3 à 6, dans lequel le ressort de torsion (50) est par exemple une lame enroulée (53, 53a) autour du deuxième axe de rotation (Y) réalisée à partir d’un fil plat.
8. Système d’accouplement d’arbres de transmission (1) selon la revendication précédente, dans lequel le ressort de torsion (50) comprend une première extrémité (51) insérée dans une fente de support formée dans l’arbre de sortie (40) et une deuxième extrémité (52) insérée dans un logement creux (26) du composant d’interface (20).
9. Système d’accouplement d’arbres de transmission (1) selon l’une des revendications 3 à 6, dans lequel le ressort de torsion (50) est un ressort de torsion hélicoïdal à fil rond comprenant une première extrémité (51b, 51c, 51d, 51g) insérée dans un alésage cylindrique de l’arbre de sortie et une deuxième extrémité (52b, 52c, 52d, 52g) insérée dans un alésage cylindrique ou une fente du composant d’interface (20).
10. Système d’accouplement d’arbres de transmission (1) selon la revendication 3 ou 4, dans lequel le moyen d’amortissement élastique (50) est formé directement par le composant d’interface, le composant d’interface étant par exemple une lame enroulée (53e, 53f) autour du deuxième axe de rotation (Y) réalisée à partir d’un fil plat, la lame enroulée (53e, 53f) comprenant au moins trois faces d’actionnement (21) réalisées sous la forme de portion de cylindre et les trois centres de portion de cylindre forment un triangle isocèle.
11. Système d’accouplement d’arbres de transmission (1) selon l’une des revendications 1 à 9, dans lequel le composant d’interface est une came d’actionnement (20) pivotant par rapport au deuxième axe de rotation (Y) du dispositif d’actionnement, la came d’actionnement comprenant trois faces d’actionnement (21) réalisées sous la forme de portion de cylindre et les trois centres de portion de cylindre forment un triangle isocèle.
12. Système d’accouplement d’arbres de transmission (10) selon la revendication précédente, dans lequel la came d’actionnement (20) présente deux zones de contact (20a, 20b) agencées pour appuyer sur des surfaces parallèles (32a) du logement de réception (31), la largeur d’appui (L) selon le premier axe de rotation (X) séparant les deux zones de contact est constante sur le secteur angulaire prédéterminé (a) de rotation de l’arbre de sortie.
13. Système d’accouplement d’arbres de transmission (1) selon la revendication 9, dans lequel le composant d’interface (20) est une tige d’actionnement excentrique par rapport au deuxième axe de rotation (Y) du dispositif d’actionnement, la tige d’actionnement excentrique étant un composant de forme cylindrique qui est inséré dans le logement de réception (31) du manchon de crabotage (30).
14. Système d’accouplement d’arbres de transmission (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le logement de réception (31) du manchon de crabotage (30) se présente sous la forme d’une gorge composée deux rebords latéraux (32) et d’un fond cylindrique (35) et reçoit le composant d’interface (20) de l’arbre de sortie (40). 15. Système d’accouplement d’arbres de transmission (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le manchon de crabotage (30) comprend au moins une première cannelure interne (33) de connexion agencée pour entrainer en rotation l’arbre menant (2) et une deuxième cannelure interne (34) de connexion agencée pour entrainer en rotation l’arbre mené (3), les première et deuxième cannelures internes (33, 34) étant engagées respectivement dans une première cannelure externe de transmission (2a) de l’arbre menant et une deuxième cannelure externe de transmission (3a) de l’arbre mené lorsque le manchon de crabotage (30) est dans la deuxième position extrême d’accouplement.
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