FR3002191A3 - Hybrid type power unit for car, has electric motor formed by electric machine, fixed rotor arranged between stators, two air-gaps formed on two sides of rotor, where rotor is utilized for driving shaft and rotor is carried by shaft - Google Patents

Hybrid type power unit for car, has electric motor formed by electric machine, fixed rotor arranged between stators, two air-gaps formed on two sides of rotor, where rotor is utilized for driving shaft and rotor is carried by shaft Download PDF

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Abstract

The unit has a speed box (14) comprising a shaft (18) for receiving input torque along longitudinal orientation. A traction electric motor (12) is formed by a double inflow electric machine that is provided with stators (28A, 28B) and a fixed rotor (30). The fixed rotor is longitudinally arranged between the stators. Two air-gaps (jA, jB) are formed on two sides of the fixed rotor. The rotor is utilized for driving the shaft, where the rotor is carried by the shaft. The rotor is secured on the shaft by screwing a hub (42) of the rotor on the shaft.

Description

"Groupe motopropulseur comportant un moteur électrique dont le rotor est porté uniquement par l'arbre de boîte de vitesses" L'invention concerne un groupe motopropulseur de véhicule automobile comportant un moteur électrique de traction et une boîte de vitesses. L'invention concerne plus particulièrement un groupe motopropulseur de véhicule automobile comportant : - une boîte de vitesses comportant au moins un premier arbre d'entrée de couple d'orientation longitudinale ; - un moteur électrique de traction formé par une machine électrique tournante à double flux axial qui comporte deux stators fixes et un rotor qui est agencé longitudinalement entre les deux stators avec réservation de deux entrefers de part et d'autre du rotor, le rotor étant destiné à entraîner le premier arbre d'entrée en rotation. Des groupes motopropulseurs de ce type sont déjà connus. Ils équipent par exemple des véhicules à motorisation dite "hybride" qui comportent un moteur thermique et un moteur 20 électrique. La conception d'un tel véhicule est souvent contrainte par le manque d'espace disponible pour l'agencement de tous les composants. Ainsi, il n'est pas aisé d'agencer dans le moteur thermique et le moteur électrique dans un même compartiment. 25 Pour contourner ce problème, il est connu d'employer une machine électrique tournante à double flux axial pour remplir la fonction du moteur électrique de traction. Une telle machine électrique présente en effet l'avantage d'occuper un volume relativement restreint tout en proposant des performances 30 satisfaisantes, notamment en matière de couple et de puissance. Cependant, l'encombrement du compartiment du moteur thermique ne rend pas aisé le montage du moteur électrique à proximité du moteur thermique.The invention relates to a powertrain of a motor vehicle comprising an electric traction motor and a gearbox. The invention more particularly relates to a motor-vehicle powertrain comprising: a gearbox comprising at least a first longitudinally-oriented torque input shaft; an electric traction motor formed by a rotary axial-flow electrical machine which comprises two fixed stators and a rotor which is arranged longitudinally between the two stators with reservation of two air gaps on either side of the rotor, the rotor being intended to drive the first input shaft in rotation. Powertrains of this type are already known. They equip, for example, vehicles with a so-called "hybrid" motorization, which comprise a heat engine and an electric motor. The design of such a vehicle is often constrained by the lack of available space for the arrangement of all components. Thus, it is not easy to arrange in the engine and the electric motor in the same compartment. To circumvent this problem, it is known to employ a rotating axial electric machine to perform the function of the electric traction motor. Such an electric machine has the advantage of occupying a relatively small volume while providing satisfactory performance, particularly in terms of torque and power. However, the size of the engine compartment does not make it easy to mount the electric motor near the engine.

Pour résoudre ce problème, on a déjà proposé d'agencer un moteur électrique dans chacune des roues du véhicule. Un tel agencement permet d'éviter d'encombrer le compartiment moteur. Néanmoins, cette solution est onéreuse car elle nécessite la présence de plusieurs moteurs électriques dans le véhicule. En outre, les roues sont des organes du véhicule qui sont particulièrement exposées aux secousses. Le moteur électrique est donc susceptible d'être endommagé plus rapidement. La présente invention propose un groupe motopropulseur du type décrit précédemment, caractérisé en ce que le rotor est porté uniquement par le premier arbre d'entrée. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - le rotor est fixé au moins en rotation sur le premier arbre d'entrée par vissage d'un moyeu central du rotor sur le premier arbre d'entrée ; - le rotor est fixé au moins en rotation sur le premier arbre d'entrée par frettage d'un moyeu central du rotor sur le premier arbre d'entrée ; - le rotor est fixé au moins en rotation sur le premier arbre d'entrée par soudure d'un moyeu central du rotor sur le premier arbre d'entrée ; - le rotor est fixé au moins en rotation sur le premier arbre d'entrée par emboîtement d'un moyeu central du rotor sur un tronçon de forme complémentaire du premier arbre d'entrée, 25 comportant par exemple des cannelures ; - la boite de vitesses est agencée à l'intérieur d'un carter, les stators et le rotor étant agencés à l'intérieur du carter ; - le stator avant est agencé contre la face interne arrière d'une paroi radiale du carter ; 30 - les deux stators sont fixés l'un à l'autre par l'intermédiaire d'une entretoise qui maintient un jeu axial déterminé entre les deux stators pour permettre la rotation du rotor ; - le rotor est positionné longitudinalement par rapport aux stators par appui axial du moyeu de rotor contre une face d'épaulement du premier arbre d'entrée, le rotor étant appuyé en direction du stator avant ; - les entrefers entre le rotor et chacun des stators sont ajustés simultanément par interposition longitudinale d'une bague de longueur longitudinale déterminée entre le moyeu du rotor et la face d'épaulement ; - le rotor est immobilisé axialement sur le premier arbre 10 d'entrée par un anneau, par exemple un anneau élastique ou un écrou, qui est fixé sur l'arbre, contre une face arrière du moyeu ; - le premier arbre d'entrée est porté au moins en partie par la paroi avant du carter par l'intermédiaire d'un palier de roulement. 15 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe axiale qui représente 20 l'agencement d'un moteur électrique sur un premier arbre d'entrée de boîte de vitesses selon les enseignements de l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique en coupe axiale qui représente la fixation des deux stators de la figure 1 dans un carter de la boîte de vitesses ; 25 - la figure 3 est une vue schématique en coupe axiale qui représente les différents maillons d'une chaîne de cotes permettant d'ajuster la position du rotor entre les deux stators. Dans la suite de la description, des éléments présentant une structure identique ou des fonctions analogues seront 30 désignés par des mêmes numéros de référence. Dans la suite de la description, on adoptera à titre non limitatif : - une orientation longitudinale qui est orientée selon la direction de l'arbre d'entrée et qui est indiquée par la flèche "L" des figures dirigée d'arrière en avant ; - des orientations radiales qui sont orientées orthogonale- ment à l'axe longitudinal de rotation de l'arbre d'entrée et qui sont dirigées depuis l'intérieur, à proximité de l'arbre d'entrée, vers l'extérieur, à distance de l'arbre d'entrée. On a représenté à la figure 1 un groupe motopropulseur 10 qui est réalisé selon les enseignements de l'invention.To solve this problem, it has already been proposed to arrange an electric motor in each of the wheels of the vehicle. Such an arrangement avoids cluttering the engine compartment. Nevertheless, this solution is expensive because it requires the presence of several electric motors in the vehicle. In addition, the wheels are parts of the vehicle which are particularly exposed to shaking. The electric motor is therefore likely to be damaged more quickly. The present invention provides a powertrain of the type described above, characterized in that the rotor is carried only by the first input shaft. According to other characteristics of the invention: the rotor is fixed at least in rotation on the first input shaft by screwing a central hub of the rotor on the first input shaft; - The rotor is fixed at least in rotation on the first input shaft by hooping a central hub of the rotor on the first input shaft; - The rotor is fixed at least in rotation on the first input shaft by welding a central hub of the rotor on the first input shaft; the rotor is fixed at least in rotation on the first input shaft by interlocking a central hub of the rotor on a section of complementary shape of the first input shaft, comprising, for example, flutes; - The gearbox is arranged inside a housing, the stators and the rotor being arranged inside the housing; the front stator is arranged against the rear internal face of a radial wall of the casing; The two stators are fixed to each other by means of a spacer which maintains a determined axial clearance between the two stators to allow rotation of the rotor; the rotor is positioned longitudinally relative to the stators by axially pressing the rotor hub against a shoulder face of the first input shaft, the rotor being supported in the direction of the front stator; the air gaps between the rotor and each of the stators are adjusted simultaneously by longitudinal interposition of a ring of determined longitudinal length between the hub of the rotor and the shoulder face; the rotor is immobilized axially on the first input shaft by a ring, for example an elastic ring or a nut, which is fixed on the shaft against a rear face of the hub; - The first input shaft is carried at least in part by the front wall of the housing through a rolling bearing. Other features and advantages of the invention will become apparent upon reading the following detailed description for the understanding of which reference will be made to the appended drawings in which: FIG. 1 is an axial sectional view which represents Arranging an electric motor on a first transmission input shaft according to the teachings of the invention; - Figure 2 is a schematic axial sectional view showing the attachment of the two stators of Figure 1 in a housing of the gearbox; FIG. 3 is a diagrammatic view in axial section showing the various links of a chain of dimensions making it possible to adjust the position of the rotor between the two stators. In the rest of the description, elements having identical structure or similar functions will be designated by the same reference numerals. In the remainder of the description, the following will be adopted without limitation: a longitudinal orientation which is oriented in the direction of the input shaft and which is indicated by the arrow "L" of the figures directed from rear to front; radial orientations which are oriented orthogonally to the longitudinal axis of rotation of the input shaft and which are directed from the inside, near the input shaft, outwards, at a distance of the input shaft. There is shown in Figure 1 a powertrain 10 which is made according to the teachings of the invention.

Le groupe motopropulseur 10 est ici du type "hybride", c'est-à-dire qu'il comporte un moteur thermique (non représenté) et un moteur 12 électrique de traction. Il s'agit plus particulièrement d'un groupe motopropulseur de type "hybride parallèle" dans lequel le moteur thermique et le moteur électrique sont tous deux susceptibles d'entraîner directement les roues du véhicule en rotation. Le groupe motopropulseur 10 comporte aussi une boîte 14 de vitesses. Elle comporte un carter 16 qui renferme différents éléments (non représentés) commandés de transmission de couple entre au moins un premier arbre 18 d'entrée de couple et un arbre de sortie (non représenté) de couple selon un rapport déterminé. Pour que les dessins ne soient pas surchargés, l'arbre de sortie et les éléments de transmissions, tels que des engrenages, 25 n'ont pas été représentés. Ces différents éléments sont bien connus de l'homme du métier. Seule une partie avant du carter 16 a été représentée aux figures. La partie avant du carter 16 comporte une paroi 20 radiale d'extrémité avant et une paroi 22 globalement cylindrique 30 qui s'étend longitudinalement vers l'arrière depuis les bords périphériques de la paroi 20 avant.The powertrain 10 is here of the "hybrid" type, that is to say that it comprises a heat engine (not shown) and an electric traction motor 12. It is more particularly a powertrain type "parallel hybrid" in which the engine and the electric motor are both likely to directly drive the wheels of the vehicle in rotation. The power train 10 also includes a gearbox 14. It comprises a casing 16 which encloses various controlled torque transmission elements (not shown) between at least one first torque input shaft 18 and an output shaft (not shown) of torque in a given ratio. In order that the drawings are not overloaded, the output shaft and the transmission elements, such as gears, have not been shown. These different elements are well known to those skilled in the art. Only a front portion of the housing 16 has been shown in the figures. The front portion of the casing 16 includes a front end radial wall 20 and a generally cylindrical wall 30 extending longitudinally rearwardly from the peripheral edges of the front wall.

Le premier arbre 18 d'entrée est monté rotatif autour d'un axe longitudinal "A". Il s'étend à travers un orifice 24 central de la paroi 20 avant du carter 16. Le premier arbre 18 d'entrée est porté par le carter 16 par l'intermédiaire de paliers de roulement. Un palier 26 de roulement avant est représenté aux figures. Le palier 26 de roulement est ici agencé dans l'orifice 24 central de la paroi 20 avant du carter 16 de manière à être interposé radialement entre une portée 27 du premier arbre 18 d'entrée et le carter 16.The first input shaft 18 is rotatably mounted about a longitudinal axis "A". It extends through a central orifice 24 of the front wall of the casing 16. The first input shaft 18 is carried by the casing 16 by means of rolling bearings. A front bearing bearing 26 is shown in the figures. The rolling bearing 26 is here arranged in the central orifice 24 of the front wall of the housing 16 so as to be interposed radially between a bearing surface 27 of the first input shaft 18 and the housing 16.

La bague intérieure du palier 26 de roulement est immobilisée axialement dans les deux sens par rapport à l'arbre 18. De même, la bague extérieure du palier 26 de roulement est immobilisée axialement dans les deux sens par rapport au carter 16. Comme représenté à la figure 1, la bague extérieure présente plus particulièrement une patte radiale de fixation qui est fixée par vissage sur le carter 16. Cette configuration permet d'immobiliser axialement l'arbre 18 par rapport au carter 16 tout en permettant sa rotation. Le premier arbre 18 d'entrée est ici un arbre creux qui est destiné à recevoir en rotation un arbre concentrique intérieur qui forme un deuxième arbre (non représenté) d'entrée de couple. Ce deuxième arbre d'entrée est destiné à être entraîné en rotation par le moteur thermique, tandis que le premier arbre 18 d'entrée est destiné à être entraîné en rotation par le moteur 12 électrique de traction. Etant donné que le deuxième arbre d'entrée de couple n'est pas représenté aux figures, le premier arbre 18 d'entrée de couple sera par la suite appelé "l'arbre 18". Le moteur 12 électrique de traction est ici formé par une machine électrique tournante à double flux axial qui comporte un stator 28A avant et un stator 28B arrière. Les deux stators 28A, 28B sont fixes. Un rotor 30 du moteur 12 électrique est agencé axialement entre les deux stators 28A, 28B avec réservation de deux entrefers "jA, jB" longitudinaux de part et d'autre du rotor 30. Le rotor 30 est monté de manière solidaire en rotation avec le premier arbre 18 d'entrée pour permettre son entraînement en rotation. Les deux stators 28A, 28B sont identiques par symétrie par rapport à un plan radial central (non représenté). Seul le stator 28A avant sera décrit par la suite, la description étant applicable au stator 28B arrière par symétrie. Le stator 28A avant présente une forme annulaire d'axe "A". Il comporte un empilement axial de tôles annulaires métalliques, appelé couramment paquet de tôle. Le paquet de tôle présente des indentations (non représentées) autour desquelles sont enroulés des bobinages. Le stator 28A est ainsi susceptible de produire un champ magnétique en commandant le passage d'un courant électrique dans les bobinages. Une telle structure est bien connue de l'homme du métier et ne sera pas décrite plus en détail par la suite. Le stator 28A avant présente ainsi une face 29A radiale arrière, dite "face 29A active" qui est susceptible d'émettre le champ magnétique commandé.The inner ring of the bearing bearing 26 is immobilized axially in both directions relative to the shaft 18. Similarly, the outer ring of the rolling bearing 26 is immobilized axially in both directions relative to the casing 16. As shown in FIG. Figure 1, the outer ring has more particularly a radial fixing lug which is fixed by screwing on the casing 16. This configuration makes it possible to axially immobilize the shaft 18 relative to the casing 16 while allowing its rotation. The first input shaft 18 is here a hollow shaft which is intended to receive in rotation an inner concentric shaft which forms a second shaft (not shown) of torque input. This second input shaft is intended to be rotated by the heat engine, while the first input shaft 18 is intended to be rotated by the electric traction motor 12. Since the second torque input shaft is not shown in the figures, the first torque input shaft 18 will be referred to as "the shaft 18". The electric traction motor 12 is here formed by a rotating axial-flow electrical machine which comprises a front stator 28A and a rear stator 28B. The two stators 28A, 28B are fixed. A rotor 30 of the electric motor 12 is arranged axially between the two stators 28A, 28B with the reservation of two longitudinal air gaps "jA, jB" on either side of the rotor 30. The rotor 30 is mounted so as to rotate with the first input shaft 18 to allow its rotation drive. The two stators 28A, 28B are identical by symmetry with respect to a central radial plane (not shown). Only the front stator 28A will be described later, the description being applicable to the rear stator 28B by symmetry. The front stator 28A has an annular shape of axis "A". It comprises an axial stack of annular metal sheets, commonly called sheet metal package. The sheet package has indentations (not shown) around which coils are wound. The stator 28A is thus capable of producing a magnetic field by controlling the passage of an electric current in the coils. Such a structure is well known to those skilled in the art and will not be described in more detail later. The front stator 28A thus has a rear radial face 29A, called "active face 29A" which is capable of emitting the controlled magnetic field.

Chaque stator 28A, 28B est fixé dans une culasse 32A, 32B associée. Les deux culasses 32A, 32B étant sensiblement identiques par symétrie selon le plan radial central, seule la culasse 32A avant sera décrite par la suite. La culasse 32A avant présente un flasque 34 radiale qui présente une ouverture centrale. Une jupe 36 périphérique cylindrique s'étend longitudinalement vers l'arrière depuis une face arrière du flasque jusqu'à un bord d'extrémité libre qui s'étend dans un plan radial. La face du flasque 34 qui est tournée vers la jupe, ici la face arrière, sera désignée par la suite "face interne". Le diamètre intérieur de la jupe 36 est légèrement supérieur au diamètre extérieur du stator 28A associé de manière que le stator 28A soit logé à l'intérieur de la culasse 32A, en appui contre la face interne du flasque 34. La longueur axiale de la jupe 36 est supérieure à l'encombrement axial du stator 28A.Each stator 28A, 28B is fixed in a cylinder head 32A, 32B associated. The two yokes 32A, 32B being substantially identical by symmetry along the central radial plane, only the yoke 32A before will be described later. The front cylinder 32A has a radial flange 34 which has a central opening. A cylindrical peripheral skirt 36 extends longitudinally rearwardly from a rear face of the flange to a free end edge which extends in a radial plane. The face of the flange 34 which is turned towards the skirt, here the rear face, will be designated later "internal face". The inside diameter of the skirt 36 is slightly greater than the outside diameter of the stator 28A associated so that the stator 28A is housed inside the yoke 32A, bearing against the inner face of the flange 34. The axial length of the skirt 36 is greater than the axial size of the stator 28A.

Le stator 28A ainsi positionné est ensuite fixé dans sa culasse 32A. Dans le présent exemple, le stator 28A est fixé au flasque 34 par l'intermédiaire de goujons 38 longitudinaux, dont un est représenté à la figure 2. Une extrémité arrière de chaque goujon 38 est fixée au paquet de tôle du stator 24A par soudage ou par vissage. L'extrémité avant libre de chaque goujon 38 est reçue dans un orifice correspondant du flasque 34 de la culasse 32A. Un écrou 40 est ensuite vissé à l'extrémité avant libre du goujon 38 de manière à être serré contre la face avant du flasque 34 de la culasse 32A.The stator 28A thus positioned is then fixed in its cylinder head 32A. In the present example, the stator 28A is fixed to the flange 34 by means of longitudinal studs 38, one of which is shown in FIG. 2. A rear end of each stud 38 is fixed to the stator 24A sheet package by welding or by screwing. The free front end of each pin 38 is received in a corresponding hole of the flange 34 of the yoke 32A. A nut 40 is then screwed to the free front end of the stud 38 so as to be pressed against the front face of the flange 34 of the yoke 32A.

Le stator 28A et sa culasse 32A forment ainsi un ensemble solidaire appelé par la suite "ensemble statorique". En variante non représentée, le paquet de tôle du stator peut être fixé par d'autres moyens, par exemple par collage, contre la face interne du flasque.The stator 28A and its cylinder head 32A thus form an integral unit hereinafter called "stator assembly". Alternatively not shown, the stator sheet package can be fixed by other means, for example by gluing, against the inner face of the flange.

Le rotor 30 du moteur 12 électrique est formé par un disque radial d'axe "A" qui est délimité axialement par une face 39 radiale avant et par une face 41 radiale arrière. Le disque de rotor 30 comporte en son centre un moyeu 42. Le rotor 30 présente un diamètre extérieur qui est sensiblement égal à celui des stators 28A, 28B et qui est inférieur au diamètre intérieur de la jupe 36 des culasses 32A, 32B. Le disque de rotor 30 porte de manière fixe des aimants permanents qui sont agencés sur chacune des faces 39 avant et 41 arrière, axialement en vis-à-vis des faces actives 29A, 29B des stators 28A, 28B de manière à permettre la mise en rotation du rotor 30 autour de l'axe "A" lorsqu'un courant électrique circule dans les bobinages des stators 28A, 28B.The rotor 30 of the electric motor 12 is formed by a radial disk of axis "A" which is delimited axially by a front radial face 39 and a rear radial face 41. The rotor disc 30 comprises at its center a hub 42. The rotor 30 has an outside diameter which is substantially equal to that of the stators 28A, 28B and which is smaller than the inside diameter of the skirt 36 of the yokes 32A, 32B. The rotor disk 30 permanently carries permanent magnets which are arranged on each of the front and rear faces, axially opposite the active faces 29A, 29B of the stators 28A, 28B so as to allow the setting rotation of the rotor 30 about the axis "A" when an electric current flows in the windings of the stators 28A, 28B.

Le moteur 12 électrique est ici agencé à l'intérieur du carter 16 de boîte 14 de vitesses de manière à obtenir un groupe motopropulseur 10 compact et aisé à monter. L'ensemble statorique avant formé par la culasse 32A avant et par le stator 28A avant est monté à l'intérieur du carter 16 en butée contre une face 44 arrière interne de référence de la paroi 20 avant du carter 16. Plus particulièrement une face 45 radiale d'appui de la culasse 32A avant est en appui axial contre la face 44 radiale de référence. La face 45 d'appui de la culasse 32A est ici agencée en périphérie de la face avant du flasque 34 de la culasse 32A avant. Le rotor 30 est ensuite monté sur le premier arbre 18 d'entrée. Le rotor 30 est porté uniquement par le premier arbre 18 d'entrée. Dans cette configuration, la machine 12 électrique est dite "autoportée" car le rotor 30 n'est pas porté directement par un élément fixe tel que le carter 16. Le moyeu 42 du rotor 30 est emmanché axialement vers l'avant sur un tronçon 46 de fixation associé de l'arbre 18. Le tronçon 46 de fixation est ici muni de cannelures qui sont emboîtées axialement dans des rainures axiales complémentaires réalisées intérieurement au moyeu 42. Les cannelures permettent ainsi de solidariser en rotation autour de l'axe "A" le rotor 30 avec l'arbre 18. En variante non représentée de l'invention, les cannelures peuvent être remplacées par au moins une clavette rapportée. Le rotor 30 est immobilisé axialement vers l'avant par la butée axiale d'une face 47 d'extrémité avant du moyeu 42 contre une face 48 radiale d'épaulement de l'arbre 18 et vers l'arrière par un anneau 50 qui est fixé axialement sur l'arbre 18.The electric motor 12 is here arranged inside the housing 14 of gear box 14 so as to obtain a powertrain 10 compact and easy to assemble. The front stator assembly formed by the yoke 32A before and by the front stator 28A is mounted inside the casing 16 abutting against an internal reference rear face 44 of the front wall 20 of the casing 16. More particularly a face 45 radial support of the cylinder head 32A before is in axial support against the radial reference face 44. The bearing face 45 of the yoke 32A is here arranged on the periphery of the front face of the flange 34 of the yoke 32A before. The rotor 30 is then mounted on the first input shaft 18. The rotor 30 is carried only by the first input shaft 18. In this configuration, the electrical machine 12 is said to be "self-supporting" because the rotor 30 is not carried directly by a fixed element such as the casing 16. The hub 42 of the rotor 30 is fitted axially forwardly on a section 46. The fixing section 46 is here provided with splines which are fitted axially in complementary axial grooves made internally to the hub 42. The splines thus make it possible to join in rotation about the "A" axis. the rotor 30 with the shaft 18. Unrepresented variant of the invention, the grooves can be replaced by at least one insert key. The rotor 30 is immobilized axially forwards by the axial abutment of a front end face 47 of the hub 42 against a radial shoulder face 48 of the shaft 18 and towards the rear by a ring 50 which is fixed axially on the shaft 18.

Comme cela sera expliqué plus en détails par la suite, une bague 52 est interposée axialement entre la face 47 d'extrémité avant du moyeu 42 et la face 48 d'épaulement pour permettre d'ajuster les entrefers "jA, jB" entre le rotor 30 et les deux stators 28A, 28B. Dans l'exemple représenté aux figures, l'anneau 50 est un anneau deformable élastiquement qui est reçu dans une gorge du tronçon 46 de fixation de l'arbre 18. Une face 51 d'extrémité arrière du moyeu 42 est ainsi en appui axial contre l'anneau 50 qui est lui-même en appui axial contre une face 53 radiale arrière de la gorge. Le tronçon 46 de fixation de l'arbre 18 est agencé en arrière de la face 48 d'épaulement, tandis que la portée 27 du palier 26 de roulement est agencée en avant de la face 48 d'épaulement. En variante non représentée de l'invention, le rotor est fixé sur le premier arbre d'entrée par vissage, par frettage ou par soudure. Dans ces cas, la présence de l'anneau arrière n'est pas nécessaire pour immobiliser le rotor axialement vers l'arrière. En revanche, la présence de la bague d'ajustement est toujours requise pour permettre de positionner correctement le rotor par rapport aux stators avant sa fixation.As will be explained in more detail later, a ring 52 is interposed axially between the front end face 47 of the hub 42 and the shoulder face 48 to allow the air gaps "jA, jB" to be adjusted between the rotor And the two stators 28A, 28B. In the example shown in the figures, the ring 50 is a resiliently deformable ring which is received in a groove of the section 46 for fixing the shaft 18. A rear end face 51 of the hub 42 is thus axially supported against the ring 50 which is itself in axial support against a rear radial face 53 of the groove. The section 46 for fixing the shaft 18 is arranged behind the shoulder face 48, while the bearing surface 27 of the rolling bearing 26 is arranged in front of the shoulder face 48. In a variant not shown of the invention, the rotor is fixed to the first input shaft by screwing, shrinking or welding. In these cases, the presence of the rear ring is not necessary to immobilize the rotor axially towards the rear. On the other hand, the presence of the adjustment ring is always required to allow the rotor to be correctly positioned relative to the stators before it is fixed.

Le rotor 30 étant porté uniquement par l'arbre 18, aucun palier 26 de roulement n'est agencé en contact avec le moyeu 42 du rotor 30. Cet agencement permet ainsi d'éviter de disposer des paliers de roulements spécifiques pour porter le rotor 30. Le groupe motopropulseur est ainsi plus compact et il comporte moins de pièces à monter. Afin de pouvoir porter le tronçon 46 de fixation équipé de son rotor 30, les paliers de roulements qui portent l'arbre 18 sont sélectionnés de manière à pouvoir supporter les efforts axiaux et radiaux produits par un tel montage. Dans le présent exemple, le palier 26 de roulement, qui est agencé à proximité du rotor 30, est un roulement à deux rangées de billes à contact oblique dit en En variante, il est bien entendu possible de disposer d'autres modèles de roulements à billes tels que des roulements simples à billes ou des roulements à rouleaux coniques. Il est aussi possible de disposer plusieurs roulements à billes au lieu d'un seul roulement à double rangée. Une fois l'ensemble statorique avant et le rotor 30 montés dans le carter, l'ensemble statorique arrière, formé par le stator 28B arrière et sa culasse 32B, est monté dans le carter 16. L'extrémité avant libre de la jupe 36 de la culasse 32B arrière est mise en contact avec le bord libre correspondant de la jupe 36 de la culasse 32A avant. Les culasses 32A, 32B sont ainsi jointes par les bords d'extrémité libres des jupes 36 pour définir une chambre intérieure logeant les stators 28A, 28B et le rotor 30.Since the rotor 30 is carried only by the shaft 18, no rolling bearing 26 is arranged in contact with the hub 42 of the rotor 30. This arrangement thus makes it possible to avoid having specific bearing bearings for carrying the rotor 30. The powertrain is thus more compact and has fewer parts to mount. In order to be able to carry the attachment section 46 equipped with its rotor 30, the bearings bearing the shaft 18 are selected so as to be able to withstand the axial and radial forces produced by such an assembly. In the present example, the rolling bearing 26, which is arranged close to the rotor 30, is a two-row angular contact ball bearing. Alternatively, it is of course possible to have other models of balls such as single ball bearings or tapered roller bearings. It is also possible to have several ball bearings instead of a single double row bearing. Once the stator assembly before and the rotor 30 mounted in the housing, the rear stator assembly, formed by the rear stator 28B and its cylinder head 32B, is mounted in the casing 16. The free front end of the skirt 36 of the rear yoke 32B is brought into contact with the corresponding free edge of the skirt 36 of the yoke 32A before. The yokes 32A, 32B are thus joined by the free end edges of the skirts 36 to define an inner chamber housing the stators 28A, 28B and the rotor 30.

Ainsi, les jupes 36 forment une entretoise qui permet de définir un écartement suffisant entre les deux stator 28A, 28B pour recevoir le rotor 30 en réservant les deux entrefers "jA, jB" axiaux. Comme représenté à la figure 2, les culasses 32A, 32B sont fixées l'une à l'autre et contre le carter 16 par au moins un goujon 54 commun. Plus particulièrement, une extrémité avant du goujon 54 est enfilée axialement dans des orifices correspondant des culasses. Puis, l'extrémité avant du goujon 54 est vissée dans un taraudage correspondant du carter. Un écrou 56 est ensuite vissé à l'extrémité arrière du goujon 54 qui s'étend en saillie axialement vers l'arrière depuis le flasque 34 de la culasse 32B arrière. Le taraudage est avantageusement agencé dans la face 44 de référence du carter 16 de manière à assurer que les deux 30 culasses 32A, 32B sont positionnées axialement de manière précise par rapport à la face 44 de référence axiale.Thus, the skirts 36 form a spacer which makes it possible to define a sufficient spacing between the two stator 28A, 28B to receive the rotor 30 by reserving the two air gaps "jA, jB" axial. As shown in Figure 2, the yokes 32A, 32B are fixed to each other and against the casing 16 by at least one pin 54 common. More particularly, a front end of the stud 54 is threaded axially into corresponding holes of the yokes. Then, the front end of the stud 54 is screwed into a corresponding tapping of the housing. A nut 56 is then screwed to the rear end of the stud 54 which protrudes axially rearwards from the flange 34 of the rear yoke 32B. The tapping is advantageously arranged in the reference face 44 of the housing 16 so as to ensure that the two yokes 32A, 32B are positioned axially precisely with respect to the face 44 of axial reference.

L'écrou 56 est avantageusement reçu dans un lamage associé de la culasse 32B arrière de manière à rendre le montage compact axialement. En variante, le goujon est remplacé par une vis dont la tête est reçue dans le lamage de la culasse arrière. Un tel ensemble permet ainsi un montage très compact tant axialement que radialement, notamment du fait de la structure "autoportée" du moteur 12 électrique. En outre, un tel agencement est très aisé à industrialiser.The nut 56 is advantageously received in an associated counterbore of the rear yoke 32B so as to make the assembly axially compact. Alternatively, the stud is replaced by a screw whose head is received in the countersink of the rear yoke. Such an assembly thus allows a very compact assembly both axially and radially, in particular because of the "self-supporting" structure of the electric motor 12. In addition, such an arrangement is very easy to industrialize.

En effet, la présence de culasses 32A, 32B indépendantes du carter 16 et de l'arbre 18 permet de monter les stators 28A, 28B dans leur culasse 32A, 32B respective sur une ligne de montage indépendante de la ligne de montage de la boîte de vitesses. En référence à la figure 3, on décrit à présent le procédé de montage permettant d'ajuster les entrefers "jA, jB" de manière que le rotor 30 soit agencé à équidistance des stators 28A, 28B. En d'autres termes, le procédé permet d'ajuster la position axiale du rotor 30 sur l'arbre 18 de manière que l'entrefer "jA" avant soit égal à l'entrefer "j B" arrière.Indeed, the presence of yokes 32A, 32B independent of the casing 16 and the shaft 18 makes it possible to mount the stators 28A, 28B in their respective yoke 32A, 32B on an assembly line independent of the assembly line of the box. speeds. Referring to Figure 3, there is now described the mounting method for adjusting the air gaps "jA, jB" so that the rotor 30 is arranged equidistant from the stators 28A, 28B. In other words, the method makes it possible to adjust the axial position of the rotor 30 on the shaft 18 so that the gap "jA" before is equal to the gap "j B" back.

Pour ce faire, on prend comme références axiales la face 44 de référence du carter 16, d'une part, et la face 48 d'épaulement de l'arbre 18, d'autre part. Lors d'une première étape "El" de mesures, on mesure les distances axiales suivantes : - la distance "Dl" axiale entre la face 45 d'appui de la culasse avant et le bord d'extrémité arrière libre de la jupe 36. - la distance "D2" axiale entre la face 39 aimantée avant et la face 41 aimantée arrière du disque de rotor 30 au niveau des aimants ; - la distance "D3" axiale entre la face 47 d'extrémité avant du moyeu 42 et la face 39 aimantée avant du rotor 30 ; - les distances "D4A, D4B" axiales entre la face 29A, 29B active de chaque stator 28A, 28B et le bord d'extrémité libre de la jupe 36 associée ; - la distance "D5" entre la face 44 de référence du carter 16 et la face 48 d'épaulement de l'arbre 18. Les trois premières mesures "Dl, D2, D3" peuvent être prises indifféremment avant ou après assemblage des stators 28A, 28B dans leur culasse 32A, 32B respective. En revanche, les quatrièmes mesures "D4A, D4B" interviennent après le montage des stators 28A, 28B dans leur culasse 32A, 32B respective. Ces quatre premières mesures sont avantageusement réalisées avant que les différents éléments du moteur 12 électrique ne soient livrés sur la chaîne de montage de la boîte 14 de vitesses. Il est notamment possible de mémoriser les mesures concernant chacun des ensembles statoriques et chacun des rotors pris individuellement, par exemple au moyens d'étiquettes de type RFID ou au moyen de codes barres qui sont susceptibles d'être lus par des lecteurs disposés sur la chaîne de montage de la boîte de vitesses. La cinquième mesure "D5" est réalisée sur la chaîne de montage de la boîte de vitesses, après montage et immobilisation du premier arbre 18 d'entrée sur le carter 16. Lors d'une deuxième étape "E2" de calcul qui intervient après la première étape "El" et avant le montage du rotor 30 sur son arbre 18, une unité électronique calcule l'épaisseur axiale "X" de la bague 52 d'ajustement à partir des mesures effectuées lors de l'étape "El", en appliquant l'équation suivante : X = D1-D5-D3+(D4B-D4A-D2)/2 L'unité électronique prévient alors, via une interface adaptée, l'opérateur en charge du montage de la boîte de vitesses du résultat de l'opération en lui indiquant la bague 52 d'ajustement à monter parmi une collection de bagues d'épaisseurs différentes. Ce procédé est très économique car il permet d'ajuster simultanément les deux entrefers "jA, jB" uniquement au moyen de la bague 52 d'ajustement, sans qu'il ne soit nécessaire d'interposer un autre élément d'ajustement entre les deux culasses 32A, 32B des stators pour ajuster l'entrefer arrière "jB" indépendamment de l'entrefer "jA" avant. Ainsi, en une seule opération les deux entrefers "jA, jB" sont simultanément ajustés.To do this, we take as axial references the reference face 44 of the casing 16, on the one hand, and the shoulder face 48 of the shaft 18, on the other hand. During a first step "El" of measurements, the following axial distances are measured: the axial distance "D1" between the bearing face 45 of the front yoke and the free rear end edge of the skirt 36. the axial distance "D2" between the front magnetized face 39 and the rear magnetized face 41 of the rotor disk 30 at the level of the magnets; the axial distance "D3" between the front end face 47 of the hub 42 and the front magnetized face 39 of the rotor 30; the axial "D4A, D4B" distances between the active face 29A, 29B of each stator 28A, 28B and the free end edge of the associated skirt 36; the distance "D5" between the reference face 44 of the housing 16 and the shoulder face 48 of the shaft 18. The first three measurements "D1, D2, D3" can be taken either before or after assembly of the stators 28A , 28B in their respective cylinder head 32A, 32B. On the other hand, the fourth measurements "D4A, D4B" occur after the stators 28A, 28B have been mounted in their respective yoke 32A, 32B. These first four measurements are advantageously carried out before the various elements of the electric motor 12 are delivered on the assembly line of the gearbox 14. It is in particular possible to memorize the measurements concerning each of the stator assemblies and each of the rotors taken individually, for example by means of RFID-type tags or by means of bar codes which can be read by readers arranged on the chain. mounting of the gearbox. The fifth measurement "D5" is carried out on the assembly line of the gearbox, after mounting and immobilization of the first input shaft 18 on the casing 16. In a second "E2" calculation step which takes place after the first step "El" and before mounting the rotor 30 on its shaft 18, an electronic unit calculates the axial thickness "X" of the adjustment ring 52 from the measurements made during the step "El", in applying the following equation: X = D1-D5-D3 + (D4B-D4A-D2) / 2 The electronic unit then warns, via a suitable interface, the operator in charge of the assembly of the gearbox of the result of the operation by indicating the ring 52 adjustment to be mounted from a collection of rings of different thicknesses. This method is very economical because it makes it possible to simultaneously adjust the two gaps "jA, jB" only by means of the adjustment ring 52, without it being necessary to interpose another adjustment element between the two. stator heads 32A, 32B to adjust the rear air gap "jB" independently of the gap "jA" before. Thus, in a single operation, the two gaps "jA, jB" are simultaneously adjusted.

Dans l'exemple représenté aux figures, le rotor 30 est immobilisé axialement vers l'arrière par rapport à l'arbre 18 par l'anneau 50. Dans une telle configuration, il est aussi nécessaire de définir l'épaisseur "Y" axiale de l'anneau 50 en fonction de l'épaisseur de la bague 52 et en fonction de la distance entre la face 48 d'épaulement de l'arbre 18 et une face arrière de la gorge qui reçoit l'anneau 50. Dans ce cas, le procédé décrit précédemment est complété de la manière suivante. La première étape "El" de mesure comporte, en plus des 20 mesures déjà mentionnées précédemment, la prise des mesures suivantes : - la distance "D6" axiale entre la face 47 d'extrémité avant et la face d'extrémité arrière du moyeu 42 ; - la distance "D7" axiale entre la face 48 d'épaulement et 25 la face arrière de la gorge de l'arbre 18. Ces deux distances "D6, D7" peuvent être prises à n'importe quel moment précédent une troisième étape "E3" sur le moyeu 42 et sur l'arbre 18, respectivement. Puis lors d'une troisième étape "E3" qui est mise en oeuvre 30 à l'issue de la deuxième étape "E2", l'unité électronique calcule l'épaisseur "Y" de l'anneau 50 en appliquant l'équation suivante: Y = D7 - X - D6 L'unité électronique prévient alors, via une interface adaptée, l'opérateur en charge du montage de la boîte de vitesses du résultat de l'opération en lui indiquant l'anneau 50 à monter parmi une collection d'anneaux d'épaisseurs différentes.In the example shown in the figures, the rotor 30 is immobilized axially rearward with respect to the shaft 18 by the ring 50. In such a configuration, it is also necessary to define the axial "Y" thickness of the ring 50 as a function of the thickness of the ring 52 and as a function of the distance between the shoulder face 48 of the shaft 18 and a rear face of the groove which receives the ring 50. In this case, the method described above is completed in the following manner. The first measurement step "El" comprises, in addition to the measurements already mentioned above, the taking of the following measures: the axial distance "D6" between the front end face 47 and the rear end face of the hub 42 ; the axial distance "D7" between the shoulder face 48 and the rear face of the groove of the shaft 18. These two distances "D6, D7" can be taken at any time before a third step " E3 "on hub 42 and shaft 18, respectively. Then, during a third step "E3" which is carried out at the end of the second step "E2", the electronic unit calculates the thickness "Y" of the ring 50 by applying the following equation : Y = D7 - X - D6 The electronic unit then warns, via a suitable interface, the operator in charge of mounting the gearbox of the result of the operation by indicating the ring 50 to be mounted from a collection rings of different thicknesses.

Un tel procédé de montage est très aisé à réaliser et il nécessite peu d'opérations de montage du fait de la structure autoportée du moteur 12 électrique. Le montage du moteur 12 électrique ne fait intervenir que très peu d'opérations supplémentaires par rapport aux opérations habituelles de montage d'une boîte de vitesses traditionnelle.Such a mounting method is very easy to achieve and it requires few assembly operations because of the self-supporting structure of the electric motor 12. The mounting of the electric motor 12 involves very few additional operations compared to the usual operations of mounting a conventional gearbox.

Claims (12)

REVENDICATIONS1. Groupe (10) motopropulseur de véhicule automobile comportant : - une boîte (14) de vitesses comportant au moins un premier arbre (18) d'entrée de couple d'orientation longitudinale ; - un moteur (12) électrique de traction formé par une machine électrique tournante à double flux axial qui comporte deux stators (28A, 28B) fixes et un rotor (30) qui est agencé longitudinalement entre les deux stators (28A, 28B) avec réservation de deux entrefers (jA, jB) de part et d'autre du rotor (30), le rotor (30) étant destiné à entraîner le premier arbre (18) d'entrée en rotation ; caractérisé en ce que le rotor (30) est porté uniquement par le premier arbre (18) d'entrée.REVENDICATIONS1. Motor vehicle power unit (10) comprising: - a gear box (14) comprising at least a first longitudinally oriented torque input shaft (18); an electric traction motor (12) formed by an axial double-flow rotating electrical machine which comprises two fixed stators (28A, 28B) and a rotor (30) which is arranged longitudinally between the two stators (28A, 28B) with reservation two air gaps (jA, jB) on either side of the rotor (30), the rotor (30) being intended to drive the first rotating input shaft (18); characterized in that the rotor (30) is carried only by the first input shaft (18). 2. Groupe (10) motopropulseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rotor (30) est fixé au moins en rotation sur le premier arbre (18) d'entrée par vissage d'un moyeu (42) central du rotor (30) sur le premier arbre (18) d'entrée.2. Group (10) power train according to claim 1, characterized in that the rotor (30) is fixed at least in rotation on the first input shaft (18) by screwing a hub (42) central rotor ( 30) on the first input shaft (18). 3. Groupe (10) motopropulseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rotor (30) est fixé au moins en rotation sur le premier arbre (18) d'entrée par frettage d'un moyeu (42) central du rotor (30) sur le premier arbre (18) d'entrée.3. Group (10) power train according to claim 1, characterized in that the rotor (30) is fixed at least in rotation on the first input shaft (18) by shrinking a hub (42) central rotor ( 30) on the first input shaft (18). 4. Groupe (10) motopropulseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rotor (30) est fixé au moins en rotation sur le premier arbre (18) d'entrée par soudure d'un moyeu (42) central du rotor sur le premier arbre (18) d'entrée.4. Group (10) power train according to claim 1, characterized in that the rotor (30) is fixed at least in rotation on the first input shaft (18) by welding a hub (42) central rotor on the first input shaft (18). 5. Groupe (10) motopropulseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rotor (30) est fixé au moins en rotation sur le premier arbre (18) d'entrée par emboîtement d'un moyeu (42) central du rotor (30) sur un tronçon (46) de forme complémentaire du premier arbre (18) d'entrée, comportant par exemple des cannelures.5. Group (10) power train according to claim 1, characterized in that the rotor (30) is fixed at least in rotation on the first input shaft (18) by interlocking a hub (42) central rotor ( 30) on a section (46) of complementary shape of the first input shaft (18), comprising for example splines. 6. Groupe (10) motopropulseur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la boite (14) de vitesses est agencée à l'intérieur d'un carter (16), et en ce que les stators (28A, 28B) et le rotor (30) sont agencés à l'intérieur du carter (16).6. Group (10) power train according to the preceding claim, characterized in that the gearbox (14) is arranged inside a housing (16), and in that the stators (28A, 28B) and the rotor (30) are arranged inside the housing (16). 7. Groupe (10) motopropulseur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le stator (28A) avant est agencé contre la face (44) interne arrière d'une paroi (20) radiale du carter (16).7. Group (10) power plant according to the preceding claim, characterized in that the stator (28A) before is arranged against the rear inner face (44) of a wall (20) of the radial casing (16). 8. Groupe (10) motopropulseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux stators (28A, 28B) sont fixés l'un à l'autre par l'intermédiaire d'une entretoise (36) qui maintient un jeu axial déterminé entre les deux stators (28A, 28B) pour permettre la rotation du rotor (30).8. Group (10) power train according to any one of the preceding claims, characterized in that the two stators (28A, 28B) are fixed to each other by means of a spacer (36) which maintains a determined axial clearance between the two stators (28A, 28B) to allow rotation of the rotor (30). 9. Groupe (10) motopropulseur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le rotor (30) est positionné longitudinalement par rapport aux stators (28A, 28B) par appui axial du moyeu (42) de rotor contre une face (48) d'épaulement du premier arbre (18) d'entrée, le rotor (30) étant appuyé en direction du stator (28A) avant.9. Group (10) power plant according to the preceding claim, characterized in that the rotor (30) is positioned longitudinally with respect to the stators (28A, 28B) by axial support of the hub (42) of the rotor against a face (48) d shoulder of the first input shaft (18), the rotor (30) being biased toward the front stator (28A). 10. Groupe (10) motopropulseur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les entrefers (jA, jB) entre le rotor (30) et chacun des stators (28A, 28B) sont ajustés simultanément par interposition longitudinale d'une bague (52) de longueur (X) longitudinale déterminée entre le moyeu (42) du rotor (30) et la face (48) d'épaulement.10. Group (10) power train according to the preceding claim, characterized in that the air gaps (jA, jB) between the rotor (30) and each of the stators (28A, 28B) are adjusted simultaneously by longitudinal interposition of a ring (52). ) of longitudinal length (X) determined between the hub (42) of the rotor (30) and the shoulder face (48). 11. Groupe (10) motopropulseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rotor (30) est immobilisé axialement sur le premier arbre (18) d'entrée par un anneau (50), par exemple un anneau élastique ou un écrou, qui est fixé sur l'arbre (18), contre une face (51) arrière du moyeu (42).11. group (10) power train according to any one of the preceding claims, characterized in that the rotor (30) is immobilized axially on the first shaft (18) input by a ring (50), for example an elastic ring or a nut, which is fixed on the shaft (18) against a rear face (51) of the hub (42). 12. Groupe (10) motopropulseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier arbre (18) d'entrée est porté au moins en partie par la paroi (20) avant du carter (16) par l'intermédiaire d'un palier (26) de roulement.12. group (10) power train according to any one of the preceding claims, characterized in that the first shaft (18) input is carried at least in part by the wall (20) before the housing (16) by the intermediate of a rolling bearing (26).
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