Dispositif de transmission pour véhicules notamment pour chariots élévateurs

Abstract

 Secteur technique : transmission de mouvement aux roues motrices d'un véhicule.
b) Caractéristique technique principale : le moteur (1 ou II) générateur de la force motrice entraîne le mécanisme réducteur de vitesse (R1, R2, R3, R4) associé à chaque roue motrice du véhicule dont l'élément d'entraînement (17) assure la transmission de la force motrice d'un élément d'entrée (5) à un élément de sortie (12) du mécanisme réducteur, respectivement entraînés par un organe de transmission (4,25), tandis qu'un frein (39,40) dudit élément d'entraînement (17) de la roue, assure le ralentissement de ladite roue ; un deuxième générateur d'entraînement (II), des mêmes mécanismes réducteurs, réalise isolément, la transmission en marche arrière, et conjointement avec le premiergéné- rateur, l'évolution du véhicule à vitesse maximale.
c) Application principale : entraînement de chariots élévateurs.

Description

[0001] L'invention due à la collaboration de M. Georges ITEY - BERNARD concerne un dispositif de transmission de mouvement aux roues d'un véhicule tel qu'un chariot élévateur à essieux moteurs, qui comprend au moins un moteur générateur de la force motrice et un mécanisme réducteur de vitesse,commandant la rotation d'une roue motrice du véhicule.

[0002] Les dispositifs de transmission qui sur certains véhicules commandent individuellement chaque roue motrice peuvent être classés en deux types distincts : ceux qui comprennent un réducteur planétaire d'une part,et d'autre part,ceux qui comprennent un dispositif de réduction à courroies et poulies coniques. Les réducteurs de ces deux types ont l'inconvénient d'être encombrants, ce qui oblige à écarter latéralement du véhicule la roue motrice qu'ils commandent. La longrsur généralement excessive de ces mécanismes est due à l'empilage dans le sens axial de leurs différents éléments qui comprennent:le moteur, les freins normaux et de parcage ainsi qu'un train réducteur à plusieurs étages. Cet encombrement propre à la plupart des groupes classiques est particulièrement gênant lorsqu'ils son+ mentés sur des véhicules tels que des chariots élévateurs à fourche, dont la longueur hors tout et son rayon de giration,doivent être les plus petits possibles, pour leur assurer une manoeuvrabilité maximale.

[0003] Il est donc souhaitable qu'un mécanisme de commande d'une noue motrice ait non seulement une longévité supérieure à celle des mécanismes classiques,mais encore qu'il soit réalisé d'une manière tolle que l'ensemble des pignons réducteurs soit logé à proximité de la jante de la roue, que les freins,qui font partie intégranto du mécanisme,soient très accessibles,pour faciliter leur entretien et que,d'une manière générale, ce mécanisme soit relativement peu coûteux,et se caractérise par sa simplicité et la facilité avec laquelle on peut le démonter et le remonter.

[0004] L'invention a également pour objet un dispositif de transmission qui utilise de nombreux composants identiques, dont l'agencement permet de libérer la partie centrale du véhicule.

[0005] L'invention a encore pour objet un dispositif de transmission à deux moteurs dont le couplage ou le fonctionnement sépare permet une évolution du véhicule dans la plage de vitesses souhaitée.

[0006] Conformément à l'invention,le moteur générateur de la force motrice,entraîne le mécanisme réducteur de vitesse associé à chaque roue motrice du véhicule, dont un élément d'entraînement de ladite roue motrice,permet la transmission de la force motrice d'un élément d'entrée à un élément de sortie, respectivement entraînés par un organe de transmission, tandis qu'un frein dudit élément d'entraînement,assure le ralentissement de ladite roue et qu'un autre moteur générateur de la force motrice,entraîne également un mécanisme réducteur de même structure, lesdits moteurs et réducteurs réalisant conjointement une chaîne cinématique disposée à la périphérie du châssis du véhicule pour l'entraînèrent de l'ensemble des roues motrices.

[0007] Le dispositif de transmission ainsi réalisé permet la suppression des essieux moteurs conventionnels constitués d'arbres de roues associés à un mécanisme différentiel.

[0008] Un tel dispositif de transmission est par conséquent particulièrement bien adapté pour entraîner les chariots élévateurs ou autres engins,dont le dispositif porte-charge peut occu- pei une position de rangement horizontale entre les essieux avant et arrière.

[0009] D'autres caractéristiques et avantages du dispositif ressortiront de la description d'un exemple dc réalisation de celui-ci, faite en référence au dessin annexé, dans lequel la figure 1 est une vue en plan du'châssis du véhicula sur lequel ont été schématisés les organes du dispositif de transmission. La figure 2 est une vue développée en dispositif de transmission.

[0010] En référence aux figures 1 et 2,on voit que le véhicule est un chariot élévateur à fourche du type comportant quatre roues motrices faisant partie des essieux moteurs avant 1 et arrière 2.

[0011] Un moteur (qui peut être électrique) I générateur de la force motrice, (il est à noter que ce moteur peut être tout aussi bien thermique ou hydraulique) est alimenté par une betterie B et est bridé sur le châssis du chariot. Il entraîne directement une poulie 3. Cette dernière reçoit un organe de transmission souple tel qu'une courroie menante 4,qui entraîne une poulie constituant l'élément d'entrée 5 d'un mécanisme réducteur de vitesse désigné dans son ensemble par la référence R1. Le réducteur R1 que nous allons décrire maintenant est associé à la roue avant gauche de l'essieu 1. De même des mécanismes réducteurs R2, R3, R4, de même structure que le mécanisme R1 sont respectivement associés aux autres roues du véhicule telles que les roues arrière gauche et droite de l'essieu arrière 2 et la roue avant droits de l'essieu avant 1. Les mécanismes réducteurs R2, R3, R4 n'ont donc pas à être décrits.

[0012] Le mécanisme R1 représenté plus en détail à la figure 2 comprend essentiellement un élément d'entrée 5,dont la partie externe est réalisée sous la forme d'une poulie appelée par convention poulie menante,et dont la partie interne porte la denture d'une couronne planétaire 7 avec laquelle engrène un satellite 8. Un autre satellite 9,engrène avec le satellite 8,et avec l'élément de sortie 10,également constitué par une couronne planétaire 11 et par une poulie appelée par convention poulie menée 12. Les satellites 8 et 9 sont fixés au moyen d'axes à un porte-satellites 13. Ce dernier est constitué par deux flasques 14, 15 support d'axes des satellites 8, 9.

[0013] Des axes 16, 17,constituent les paliers porteurs des couronnes planétaires 11, 7 et sont rigidement reliés aux flasques 14, 15 tout en s'étendant axialement vers l'extérieur du mécanisme,dans le but de réaliser l'entraînement d'une pompe auxiliaire 18 et dupignon conique 19 d'entraînement de la roue avant gauche de l'essieu 1. La pompe 18, de petite cylindrée, alimente un circuit hydraulique des auxiliaires tels que la direction assistée et le circuit de commande des divers freins à disque on monte de préférence la pompe 18 sur le mécanisme R1 car ce dernier est en liaison constante avec le moteur I dont la miss en tension est ininterrompue pendant les mouvements de manutention et d'évolution du chariot.

[0014] Les mécanismes réducteurs R2 et R3 entraînent de manière analogue, a celle du mécanisme R1,une pompe 28 et 48.

[0015] Il est évident que la poulie menante 5 transmet à la poulie menée 12 l'intégralité du couple et de l'effort tangentiel, du fait que les couronnes planétaires 7, 11 et les satellites correspondants 8, 9 sont identiques.

[0016] La cinématique du mécanisme met en évidence que le sens de rotation de la poulie 5 est inverse au sens de rotation de la poulie 12.

[0017] La vitesse de rotation du porte-satellites est proportionnelle à la vitesse de rotation de la roue correspondante du véhicule.

[0018] Du fait de l'emploi de couronnes planétaires 7, 11 identiques et des satellites 8, 9 également identiques, la vitesse de rotation de la poulie 5 est égale à la vitesse de rotation de la poulie 12 lorsque le porte-satelli'as est arrêté.

[0019] La poulie menée 12 du mécanisme R1 est reliée mécaniquement à la poulie menante 20 du mécanisme R2 au moyen de l'organe de transmission représenté sous la forme d'une courroie 25.

[0020] De même la poulie menée 26 du mécanisme R2 est reliée _Lécaniquement à la poulie menante 27 du mécanisme R3 au moyen d'une courroie 21.

[0021] La poulie menée 29 du mécanisme R3 est reliée mécaniquement à la poulie menante 30 du mécanisme R4 au moyen d'une courroie 31.

[0022] Enfin la poulie menée 32 du mécanisme R4 est reliée mécaniquement à la poulie motrice 33 d'un moteur électrique II,alimenté par la batterie B, au moyen d'une courroie 34. Le moteur électrique II est également bridé sur le châssis du chariot.

[0023] On remarque que les mécanisues R1, R2, R3, R4 sont réunis entreeux au moyen de liaisons souples formées par les diverses courroies qui dessinent un U.

[0024] Les liaisons représentées permettent de relier : la roue avant gauche à la roue arrière gauche par la courroie 25 ; la roue arrière gauche à la roue arrière droite par la courroie 21 ; la roue arrière droite à la roue avant droite par la courroie 31. L'intérêt d'unetelle cinématique réside dans le fait que l'on évite toute liaison entre les roues avant du véhicule.

[0025] Le fonctionnement de la transmission est le suivant : Si l'on choisit le sens de rotation positif pour le moteur I, la poulie 3,et pour la poulie menante 5, la poulie menée 12,et la poulie menante 20 du mécanisme R2 tournent dans le sens négatif. On en déduit que les sens de rotation des porte-satellites des mécanismes R1 et R2 sont inverses l'un et l'autre.

[0026] Les pignons coniques tels que 19,correctement disposés sur les axes 17 des porte-satellites,entraînent l'ensemble des roues du chariot dans le même sens.

1 - Démarrage

[0027] L'ensemble des porte-satellites est immobile puisque les roues du chariot ne tournent pas.

[0028] La vitesse de rotation des poulies menantes est transmise aux poulies menées avec changement du sens de rotation des poulies. Le moteur II qui n'est pas alimenté va donc tourner à la vitesse du moteur I si les poulies 3 et 33 sont de même diamètre. L'inertie du moteur II engendre un couple de réaction sur l'ensemble des porte-satellites des quatre mécanismes R1, R2, R3, R4. Ce couple de réaction du moteur II sera généralement insuffisant pour démarrer le chariot. Toutefois, le démarrage du chariot sera obtenu par suite du blocage de la poulie menée 32 du mécanisme R4 sous l'action d'un frein à disque 35 dont l'effort de freinage s'applique sur un disque 36 solidaire de la poulie menée 32.

[0029] De manière analogue le démarrage peut être obtenu par le moteur II, le moteur I n'étant pas alimenté. Pour faciliter ce démarrage,la poulie menante 5 du mécanisme R1 peut être immobilisée par un frein à disque 37 dont l'effort de freinage s'applique sur un disque 38 solidaire de la poulie menante 5.

[0030] Le choix de la démultiplication qui lie le moteur II au mécanisme R4,ou le moteur I au mécanisme R1 et de la démultiplication obtenue par les engrenages à pignon conique 19, permet déjà l'entraînement du chariot sur sol plat à l'aide d'un seul moteur,jusqu'à ce que la vitesse obtenue soit égale à la moitié de la vinsse maximale. Selon un mode de réalisation préférentiel, l'ensemble des quatre mécanismes réducteurs R1, R2, R3, R4 liés an série,assurent un rapport de réduction 1 : 8 de la vitesse initiale du moteur d'entraînement en service, chacun des mécanismes permettant de réduire la vitesse d'entrée de moitié.

[0031] Un exemple numérique basé sur une vitesse de rotation de 3000 tr/min du moteur et une vitesse de rotation de 375 tr/min pour chaque porte-satellites,permet de montrer très simplement que le deuxième moteur reste immobile lorsque le chariot évolue à mi-vitesse sur sol plat.

2 - Les moteurs I et II tournent à la même vitesse N avec des sens de rotation opposés.

[0032] Les poulies menantes 5 et 32 des mécanismes R1 et R4 tournent à la vitesse des moters, égale,selon l'exemple non limitatif,a 3000 tr/min. Si la vitesse de rotation des porte-satellites est de 750 tr/min lorsque le chariot évolue à pleine vitesse en ligne droite, une démonstration simple met en évidence que la poulie menée 26 et la poulie menante 27 sont à vitesse nulle. Cette intéressante propriété de la transmission permet donc d'arrêter les pompes 28 et 48 montées sur les mécanismes réducteurs R2 et R3.

[0033] Si les pompes 28 et 48 assurent la commande d'élévation d'un plateau porte-charge lié au châssis du chariot, on voit qu'il est impossible de manoeuvrer le plateau porte-charge en ligne droite à pleine vitesse de translation. Le chariot procure donc une meilleure sécurité d'utilisation et permet une économie substantielle d'énergie en raison de - l'arrêt automatique des pompes 28 et 48. Il est néanmoins admis que l'élévation du plateau porte-charge peut s'opérer jusqu'à ce que le chariot atteigne la moitié de sa vitesse maximale avec un seul moteur et que l'élévation rapide du plateau porte-charge peut s'opérer lorsque le chariot est à l'arrêt, les deux moteurs I, II tournant comme précédemment à la même vitesse et en sens contraire.

[0034] Il est évident qu'au moment d'opérer une élévation du plateau porte-charge il faudra préalablement immobiliser les roues du véhicule. A cette fin deux freins à disque 39,40 respectivement associés aux axes 17 des mécanismes réducteurs R1 et R4 assurent l'immohilisation des roues avant du chariot.

[0035] Il sera toutefois possible de desserrer les freins 39,40 au cours de l'élévation de la charge pour obtenir un avancement contrôlé du chariot souvent nécessaire durant les opérations de manutention.

3 - Inversion du sens de marche

[0036] L'inversion du sens de marche s'effectue automatiquement en coupant l'alimentation du moteur I et en alimentant le moteur II, préalablement immobile, après inversion de son sens de rotation. Ce changement d'alimentation des moteurs peut s'effectuer même lorsque le chariot évolue en marche avant,st n'est pas préjudiciable à leur bon fonctionnement. Le sens de transmission du couple à partir du moteur II,vers le moteur I,assure le démarrage en marche arrière après serrage du frein 37.

[0037] De la description qui vient d'être faite de la transmission et de son mode de fonctionnement,il ressort que celle-ci présente un certain nombre d'avantages particulièrement intéressants.

[0038] On réalise en effet,d'une manière économique, un chariot élévateur à quatre roues motrices avec des organes de transmission allégés et d'encombrement réduit.

[0039] L'emploi de deux moteurs de traction semblables mais montés de façon indépendante à chaque extrémité de la chaîne cinématique permet un ajustage de la puissance motrice à la puissance nécessaire à la commande du chariot.

[0040] Un tel montage permet le fonctionnement des moteurs à des vitesses différentes,au même couple.

[0041] Une telle utilisation de la transmission, par le choix des poulies et pignons,permet le libre choix des rapports de vitesses entre les moteurs et les mécanismes réducteurs, pour augmenter ou diminuer la durée d'évolution du chariot à la vitesse maximale ou à la vitesse réduite.

[0042] La transmission permet également d'obtenir de manière économique de nombreux rapports de transmission voisins les uns des autres sans modification appréciable de l'accélération du véhicule, tout comme le ferait un dispositif de régulation électronique des moteurs, sensiblement plus compliqué.

[0043] Sans sortir du cadre de l'invention il sera bien entendu possible de remplacer la liaison souple par courroies par une liaison hydrostatique ou par des chaînes de transmission, ou des arbres portant à leurs extrémités des pignons de renvoi d'angle.

[0044] Le dispositif illustré à titre d'exemple n'est pas limitatif, il pourra notamment utiliser des mécanismes réducteurs dont les satellites à engrenage sont remplacés par des galets de friction cylindriques mobiles entre des pistes coaxiales.

[0045] Il est à remarquer que les freins utilisés 39,40 et 35,37 seront de préférence des freins à disque car la transmission s'y prête par la présence des arbres verticaux 17 liant les mécanismes réducteurs aux pignons coniques 19.

[0046] L'arbre 17 a une vitesse suffisamment démultipliée pour permettre l'emploi de disques de petite dimension et de freins logeables à l'extérieur de la roue à freiner correspondante.

Revendications

1 - Dispositif de transmission de mouvement aux roues d'un véhicule à essieux moteurs au moyen de deux moteurs générateurs de la force motrice, dont l'un entraîne un mécanisme réducteur de vitesse associé à chaque roue motrice du véhicule, et dont l'autre entraîne également l'un desdits mécanismes réducteurs, lesdits moteurs et mécanismes réalisant conjointement une chaîne cinématique disposée à la périphérie du châssis du véhicule pour l'entraînement de l'ensemble des roues motrices de celui-ci, caractérisé par le fait qu'un élément d'entraînement (17) de l'une des roues, assure la transmission de la force motrice d'un élément d'entrée ou menant (5) du mécanisme,à un élément de sortie ou mené (12) de ce mécanisme, qui sont respectivement entraînés par un organe de transmission (4, 25), tandis qu'un frein (39 ou 40) dudit élément d'entraînement (17) assure le ralentissement de ladite roue.

2 - Dispositif de transmission selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les éléments menants (5, 20, 27, 30) et les éléments menés (12, 26, 29, 32) des mécanismes réducteurs (R1, R2, R3, R4) sont constitués par des poulies réunies entreelles et à deux moteurs électriques I, II au moyen d'organes de transmission (4, 25, 21, 31, 34).

3 Dispositif de transmission selon la revendication 2, caractériel par le fait que l'ensemble des éléments menants (5, 20, 27, 30) et l'ensemble des éléments menés (12, 26, 29, 32) des mécanismes réducteurs de vitesses (R1, R2, R3, R4) portent une couronne planétaire (7, 11) sur laquelle roulent des satellites (8,9) mutuellement en contact.

4 - Dispositif de transmission selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'ensemble des couronnes planétaires (7, 11) et l'ensemble des satellites (8, 9) d'un même mécanisme réducteur de vitesses (R1, R2, R3 ou R4) sont identiques.

5 - Dispositif de transmission selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la couronne planétaire (7, 11) porte les pistes de roulement de galets de friction faisant office de satellites.

6 - Dispositif de transmission selon l'une quelconque des revendications 2, 3 ou 5, caractérisé par le fait que l'élément menant (5, 20, 27 ou 30) et l'élément mené du mécanisme réducteur sont portés par les axes (17, 16) d'un porte-satellites (13).

7 - Dispositif de transmission selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'un axe (17) du porte-satellites (13) du mécanisme réducteur de vitesse (R1, R4) porte le pignon d'entraînement (19) de la roue du véhicule et le disque de freinage d'un frein d'immobilisation (39, 40) de ladite roue.

8 - Dispositif de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que l'élément menant (5, 32) des mécanismes réducteurs (R1, R4) entraînés par des moteurs électriques (I, II) porte un frein d'immobilisation (37, 35).

9 - Dispositif de transmission selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'un des axes (16) du porte-satellites (13) du mécanisme réducteur (R2, R3) porte une pompe hydraulique (28, 45) de commande d'élévation d'un plateau porte-charge du véhicule.

Dessins