FR2701678A1 - Axle drive mechanism of an electromobile. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un mécanisme d'entraînement des essieux d'un électromobile, comportant un moteur électrique (1), une boîte de vitesses dans laquelle un arbre d'entrée (14) et un arbre de sortie (9, 10) sont pourvus de pignons solidaires en rotation (6, 7) et de pignons fous (4, 5), ces derniers pignons étant susceptibles d'être sélectivement accouplés à leur arbre respectif, et un différentiel (8) dont la cloche est coaxiale avec les têtes d'arbre des essieux (9, 10). Pour réaliser un mécanisme de ce genre qui soit aussi petit, léger et bon marché que possible, la cloche de différentiel (8) constitue elle-même l'arbre de sortie de la boîte de vitesses, et les pignons fous (4, 5) peuvent être accouplés à l'arbre d'entrée (14) au moyen d'embrayages à engagement positif (11, 12, 13).The invention relates to a drive mechanism for the axles of an electromobile, comprising an electric motor (1), a gearbox in which an input shaft (14) and an output shaft (9, 10) are provided. gears integral in rotation (6, 7) and idler gears (4, 5), the latter gears being able to be selectively coupled to their respective shaft, and a differential (8) whose bell is coaxial with the heads of axle shaft (9, 10). To achieve a mechanism of this kind which is as small, light and inexpensive as possible, the differential housing (8) itself constitutes the output shaft of the gearbox, and the idler gears (4, 5) can be coupled to the input shaft (14) by means of positive engagement clutches (11, 12, 13).
Description
La présente invention concerne un mécanisme d'entraînement des essieuxThe present invention relates to an axle drive mechanism
d'un électromobile, comportant un moteur électrique, une boîte de vitesses dans laquelle un arbre d'entrée et un arbre de sortie sont pourvus de pignons solidaires en rotation et de pignons fous, chacun an electromobile, comprising an electric motor, a gearbox in which an input shaft and an output shaft are provided with pinions integral in rotation and with idler pinions, each
de ces derniers pignons étant susceptible d'être sélective- of these latter pinions being capable of being selective-
ment accouplé à son arbre respectif, et un différentiel dont la cloche est coaxiale avec les têtes d'arbre des essieux. ment coupled to its respective shaft, and a differential whose bell is coaxial with the axle heads of the axles.
Le mécanisme d'entraînement dans les électromobi- The drive mechanism in electromobi-
les est habituellement regroupé dans un ensemble qui doit être le plus léger et le moins encombrant possible Pour obtenir une motricité satisfaisante avec un moteur léger et peu encombrant, une boîte de vitesses est prévue En général, une boîte à deux vitesses, ou à trois vitesses dans des cas extrêmes, est considérée comme suffisante Une vitesse de marche arrière n'est aujourd'hui plus nécessaire the is usually grouped in a set which must be as light and as compact as possible To obtain satisfactory traction with a light and space-saving motor, a gearbox is provided In general, a two-speed or three-speed gearbox in extreme cases is considered sufficient A reverse speed is no longer necessary today
grâce à la régulation électronique du moteur. thanks to electronic engine regulation.
Un mécanisme de ce genre est connu du document DE-A-42 12 324 Dans ce mécanisme, deux pignons fous sont susceptibles d'être sélectivement accouplés à l'arbre de sortie au moyen d'embrayages multidisques, de sorte qu'aucune position neutre n'est prévue L'arbre de sortie de la boîte de vitesses entraîne une boîte d'essieux au moyen d'une paire supplémentaire de pignons disposée du côté intérieur La boîte d'essieux est donc décalée en direction axiale, et elle est voisine de la boîte de vitesses Ceci augmente notablement l'encombrement dans le sens axial Or, la charge unilatérale, de l'arbre de sortie aussi bien que de la boîte d'essieux, résultant de la paire supplémentaire de pignons, exige des dimensions plus A mechanism of this kind is known from document DE-A-42 12 324 In this mechanism, two idler gears are capable of being selectively coupled to the output shaft by means of multidisk clutches, so that no neutral position is not provided The output shaft of the gearbox drives an axle box by means of an additional pair of pinions arranged on the inner side The axle box is therefore shifted in the axial direction, and it is close to the gearbox This significantly increases the overall dimensions in the axial direction Or, the unilateral load, of the output shaft as well as of the axle box, resulting from the additional pair of pinions, requires more dimensions
importantes des éléments constitutifs. important components.
L'invention se propose donc de réaliser un méca- nisme de ce genre qui soit aussi petit, léger et bon marché The invention therefore proposes to make a mechanism of this kind which is also small, light and inexpensive.
que possible.as possible.
A cet effet, il est prévu selon l'invention que la cloche de différentiel constitue elle-même l'arbre de sortie de la boîte de vitesses, et que les pignons fous For this purpose, it is provided according to the invention that the differential bell itself constitutes the output shaft of the gearbox, and that the idler gears
peuvent être accouplés à l'arbre d'entrée au moyen d'em- can be coupled to the input shaft by means of
brayages à engagement positif. Les pignons solidaires en rotation sont ainsi positive engagement clutches. The rotating pinions are thus
réunis par construction avec la cloche de différentiel. joined by construction with the differential bell.
Grâce à cela, on se passe d'un arbre complet avec ses paliers, et l'encombrement du mécanisme, surtout dans la direction transversale à l'axe, est réduit Les paliers de la cloche de différentiel ne sont pas pour autant plus chargés, et ils sont même au contraire moins chargés grâce à la disposition symétrique des pignons solidaires en rotation Du fait que les pignons montés fous sont proches l'un de l'autre grâce aux embrayages à engagement positif qui sont beaucoup moins encombrants, les pignons solidaires en rotation prévus sur la cloche de différentiel sont Thanks to this, we do without a complete shaft with its bearings, and the size of the mechanism, especially in the direction transverse to the axis, is reduced. The bearings of the differential bell are not more loaded, and they are even on the contrary less loaded thanks to the symmetrical arrangement of the pinions integral in rotation. Because the idler mounted pinions are close to each other thanks to the positive engagement clutches which are much less bulky, the pinions integral in rotation provided on the differential bell are
montés à une distance peu importante Par cela, l'encombre- mounted at a small distance.
ment du mécanisme d'entraînement est également réduit dans the drive mechanism is also reduced in
la direction axiale Par les dimensions réduites, l'épais- the axial direction By the reduced dimensions, the thick-
seur de paroi du carter pourra aussi être réduite, et par the wall of the casing may also be reduced, and by
conséquent les composants formant le carter seront globale- therefore the components forming the housing will be global-
ment très légers.very light.
Dans un mode d'exécution préféré, la cloche de différentiel est coupée, en étant réalisée en deux parties séparées selon un plan orthogonal à l'axe Ceci facilite l'assemblage du mécanisme d'entraînement, surtout quand chaque partie de la cloche porte un pignon qui lui est solidaire en rotation On obtient une simplification de plus et une diminution du faux-rond des pignons lorsque l'un au moins des pignons solidaires en rotation est d'une In a preferred embodiment, the differential bell is cut, being made in two separate parts along a plane orthogonal to the axis This facilitates the assembly of the drive mechanism, especially when each part of the bell carries a pinion which is integral with it in rotation One obtains a further simplification and a reduction in the runout of the pinions when at least one of the pinions integral in rotation is of a
pièce avec une des parties de la cloche du différentiel. part with one of the parts of the differential bell.
De préférence, les deux parties de la cloche de différentiel sont réunies au moyen de boulons repartis sur leur périphérie et traversant les pignons solidaires en rotation Grâce à cela, le diamètre des pignons solidaires en rotation est utilisé sans augmentation de l'encombrement et, lorsque ces pignons ne sont pas intégrés, en supposant une liaison appropriée avec leurs parties d'embrayage, on évite les boulons destinés uniquement au serrage des deux Preferably, the two parts of the differential bell are joined by means of bolts distributed on their periphery and passing through the rotationally integral pinions Thanks to this, the diameter of the rotationally integral pinions is used without increasing the size and, when these pinions are not integrated, assuming an appropriate connection with their clutch parts, we avoid the bolts intended only for tightening the two
parties de la cloche du différentiel. parts of the differential bell.
Dans un mode d'exécution élaboré de l'invention, une roue d'arrêt coopérant avec un cliquet basculant est montée sur la cloche de différentiel entre deux pignons In an elaborate embodiment of the invention, a stop wheel cooperating with a tilting pawl is mounted on the differential bell between two pinions
solidaires en rotation Ainsi un verrouillage de stationne- integral in rotation Thus a parking lock
ment (parking) est disponible pour un coût minimal et sans parking is available at minimal cost and without
augmentation de l'encombrement.increased size.
Dans le cadre de l'invention, le moteur électri- In the context of the invention, the electric motor
que peut être relié au mécanisme d'entraînement de manière quelconque selon les dimensions et le nombre de tours that can be connected to the drive mechanism in any way depending on the dimensions and the number of turns
nominal du moteur et en fonction des contraintes d'encom- nominal motor and depending on the constraints of
brement On obtient une disposition avantageuse d'un moteur à nombre de tours nominal élevé lorsque l'arbre d'entrée comporte en outre une couronne d'entraînement qui lui est We obtain an advantageous arrangement of a motor with a high nominal number of revolutions when the input shaft also includes a drive ring which is attached to it.
solidaire en rotation, engrenant avec un pignon d'entraîne- integral in rotation, meshing with a drive pinion
ment du moteur Cette couronne étant alors disposée sur l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses dont le nombre de tours est le plus élevé, elle est comparativement peu encombrante et facilement montée dans cette position sur ment of the engine This ring gear is then placed on the input shaft of the gearbox with the highest number of revolutions, it is comparatively compact and easily mounted in this position on
l'arbre d'entrée.the input tree.
Finalement, il entre dans le cadre de l'inven- Finally, it is part of the invention
tion d'agencer les embrayages à engagement positif comme des embrayages à crabots ou des embrayages à dents, et d'utiliser une synchronisation électronique pour changer les vitesses Grâce aux très faibles dimensions de tels embrayages, tout en assurant la transmission d'un couple élevé sans pertes, l'encombrement du mécanisme entier pourra être réduit encore davantage Grâce à la régulation électronique du moteur, qui est de toute façon prévue dans tion to arrange positive engagement clutches such as dog clutches or tooth clutches, and to use electronic synchronization to change gears Thanks to the very small dimensions of such clutches, while ensuring the transmission of high torque Without loss, the size of the entire mechanism can be reduced even further thanks to the electronic regulation of the motor, which is in any case provided in
un moteur électrique moderne, la synchronisation électroni- a modern electric motor, electronic synchronization
que n'entraîne aucune dépense supplémentaire. that does not entail any additional expense.
L'invention va être décrite plus en détail en se référant aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples, et sur lesquels: la figure 1 est une représentation schématique d'un mécanisme d'entraînement selon l'invention; la figure 2 est une vue d'un mode d'exécution préféré du mécanisme d'entraînement précité; la figure 3 est une vue en coupe longitudinale The invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, given only by way of examples, and in which: FIG. 1 is a schematic representation of a drive mechanism according to the invention; Figure 2 is a view of a preferred embodiment of the above drive mechanism; Figure 3 is a longitudinal sectional view
du mécanisme complet selon l'invention. of the complete mechanism according to the invention.
Le mécanisme d'entraînement selon l'invention, qui est représenté sur la figure 1, comporte un moteur électrique 1, dont le pignon d'entraînement 2 engrène avec une couronne d'entraînement 3, et un arbre de sortie 14 sur lequel sont montés fous des pignons 4,5 avec des griffes ou crabots d'embrayage 12,13 aptes à coopérer avec une partie The drive mechanism according to the invention, which is shown in Figure 1, comprises an electric motor 1, whose drive pinion 2 meshes with a drive ring 3, and an output shaft 14 on which are mounted idler gears 4,5 with claws or clutch dogs 12,13 able to cooperate with a part
d'embrayage il fixée en rotation sur l'arbre d'entrée. clutch fixed in rotation on the input shaft.
De plus, il comporte des pignons 6,7 solidaires en rotation avec et entourant une cloche de différentiel 8 In addition, it has pinions 6,7 integral in rotation with and surrounding a differential bell 8
et le différentiel avec les têtes d'arbre des essieux 9,10. and the differential with the axle heads 9,10.
Les pignons montés fous sont munis de griffes d'embrayage 12,13 coopérant avec la partie d'embrayage 11, fixée en rotation mais pouvant coulisser en direction axiale, constituant ainsi un embrayage à griffes ou à crabots La cloche de différentiel 8 est encore munie d'une roue d'arrêt 15 attaquée, le cas échéant, par un cliquet 16 The idler mounted pinions are provided with clutch claws 12,13 cooperating with the clutch part 11, fixed in rotation but able to slide in the axial direction, thus constituting a clutch with claws or dogs The differential housing 8 is still provided a stop wheel 15 driven, if necessary, by a pawl 16
monté basculant dans le carter.mounted tilting in the housing.
Dans le mécanisme d'entraînement représenté sur la figure 3, le moteur électrique 1 est relié au couvercle 20 du carter 21 de la boîte de vitesses au moyen de In the drive mechanism shown in FIG. 3, the electric motor 1 is connected to the cover 20 of the casing 21 of the gearbox by means of
flasques associés Le couvercle 20 et le carter 21 consti- associated flanges The cover 20 and the casing 21 constitute
tuent l'enceinte du mécanisme d'entraînement Le moteur électrique 1 entraîne un pignon d'entraînement 23 au moyen d'un manchon d'accouplement 22, ce pignon 23 engrenant quant à lui avec une couronne d'entraînement 24 Cette couronne 24 est calée sur un arbre d'entrée 25 sur lequel sont montés en outre un premier et un second pignons fous 26, 27 par l'intermédiaire de roulements à aiguilles Les kill the enclosure of the drive mechanism The electric motor 1 drives a drive pinion 23 by means of a coupling sleeve 22, this pinion 23 meshing in turn with a drive ring 24 This ring 24 is wedged on an input shaft 25 on which are further mounted first and second idler gears 26, 27 by means of needle bearings Les
pignons agencés fous 26,27 sont munis de parties d'em- idler gears 26,27 are provided with parts of em-
brayage à dents 28,29 agencées en regard l'une de l'autre. Une roue dentée 30 solidaire de l'arbre d'entrée 25 est susceptible d'être reliée sélectivement à l'une ou l'autre des deux parties d'embrayage à dents 28,29 au moyen d'un manchon d'embrayage 31 Pour passer les vitesses, ce10 manchon 31 monté coulissant est déplacé par une fourchette de changement, non représentée, actionnée manuellement ou clutch with teeth 28,29 arranged opposite one another. A toothed wheel 30 secured to the input shaft 25 can be selectively connected to one or the other of the two toothed clutch parts 28, 29 by means of a clutch sleeve 31. shift gears, this sliding sleeve 31 is moved by a change fork, not shown, manually actuated or
bien automatiquement.well automatically.
Le premier pignon monté fou 26 engrène avec un premier pignon 40 solidaire en rotation (fixe), et le second pignon monté fou 27 avec un second pignon solidaire en rotation 41 Les deux pignons fixes 40,41 font ici chacun partie intégrante de l'une des deux parties 42,43 formant la cloche de différentiel, mais ils pourraient tout aussi bien constituer des parties séparées reliées de façon appropriée aux parties formant la cloche de différentiel 42,43 Ces deux parties 42,43 sont reliées entre elles selon un centrage mutuel circonférentiel 44, et elles sont serrées, avec les pignons qui leur sont solidaires en rotation 40,41, au moyen d'une série de boulons axiaux 45 The first idler mounted pinion 26 meshes with a first idler pinion 40 in rotation (fixed), and the second idler mounted pinion 27 with a second idler pinion in rotation 41 The two fixed pinions 40, 41 here each form an integral part of one of the two parts 42,43 forming the differential bell, but they could just as easily constitute separate parts connected in an appropriate manner to the parts forming the differential bell 42,43 These two parts 42,43 are interconnected according to a mutual centering circumferential 44, and they are tightened, with the pinions which are integral with them in rotation 40,41, by means of a series of axial bolts 45
agencés en périphérie, qui traversent lesdits pignons. arranged at the periphery, which pass through said pinions.
Les parties 42,43 sont supportées par des paliers associés 46,47 dans les composants 20,21 du carter Dans la partie 42 est logé un axe portesatellites 49 avec ses satellites 48 Ceux-ci coopèrent de manière bien connue avec des pignons de différentiel 50,51 qui sont solidaires The parts 42, 43 are supported by associated bearings 46, 47 in the components 20, 21 of the casing. In the part 42 is housed a door-satellite axis 49 with its satellites 48 These cooperate in a well-known manner with differential pinions 50 , 51 who are united
en rotation des têtes d'essieux 52, 53, seulement esquis- in rotation of the axle heads 52, 53, only sketched
sées ici Ces têtes d'essieux pourraient tout aussi bien être équipées de joints de cardan, non représentés, en dehors des composants 20,21 du carter, ou bien encore être reliées aux pignons 50,51 de façon non rotative, mais en étant angulairement mobiles, au moyen de coulisseaux (non représentés). Entre les pignons 40,41 solidaires en rotation est encore disposée une roue d'arrêt 54, qui est également reliée en rotation à la cloche de différentiel 42,43 au moyen des boulons 45 Un cliquet, non visible sur cette figure, est monté basculant dans le carter 21, pour coopérer avec la roue d'arrêt 54 lorsqu'il est actionné de manière automatique ou manuelle Ceci assure un verrouil- 10 lage parfaitement fiable du véhicule en stationnement sans These axle heads could just as easily be fitted with universal joints, not shown, outside of the components 20, 21 of the casing, or even be connected to the pinions 50, 51 in a non-rotating manner, but being angularly mobile, by means of slides (not shown). Between the pinions 40,41 integral in rotation is still disposed a stop wheel 54, which is also connected in rotation to the differential bell 42,43 by means of the bolts 45 A pawl, not visible in this figure, is mounted tiltably in the casing 21, to cooperate with the stop wheel 54 when it is actuated automatically or manually This ensures a perfectly reliable locking of the parked vehicle without
avoir recours au frein à main conventionnel. use conventional handbrake.
Claims (7)
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Also Published As
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