FR3154090A1 - Groupe motopropulseur a transmission continument variable et a reducteur epicycloidal et cycloidal - Google Patents
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Description
L’invention se rapporte au domaine technique général des cycles à assistance électrique. Plus précisément, l’invention concerne un groupe motopropulseur pour un vélo à assistance électrique.
Un vélo à assistance électrique comprend un groupe motopropulseur qui offre une assistance à un utilisateur, en permettant à l’utilisateur de se déplacer sur des terrains pentus et/ou sur de longues distances, qui seraient par exemple inaccessibles avec un vélo classique sans assistance. L’assistance électrique facilite également la pratique du vélo par un grand nombre de personnes, notamment en tant qu’alternative à l’utilisation d’une voiture.
La demande de brevet FR2202477 demande de brevet divulgue un groupe motopropulseur comprenant un premier moteur électrique, un deuxième moteur électrique et un réducteur épicycloïdal dont les éléments de transmission sont entrainés par le premier moteur électrique et par le deuxième moteur électrique.
L’espace disponible pour le groupe motopropulseur sur le vélo ou dans le vélo est faible. En particulier, l’espace disponible pour le réducteur est faible du fait de l’encombrement du moteur électrique. Le rapport de réduction du réducteur est généralement élevé, pour pouvoir utiliser un moteur électrique puissant et pour que le groupe motopropulseur puisse fournir une assistance électrique performante. Le rapport de réduction dans un encombrement réduit est susceptible d’être amélioré.
Il existe par ailleurs un groupe motopropulseur pour vélo à assistance électrique qui comporte un seul moteur électrique et un réducteur cycloïdal. Néanmoins, un tel groupe motopropulseur est susceptible de générer des ruptures de couple lors d’un changement automatique de vitesse. Ces ruptures de couple non attendues sont très mal perçues par un utilisateur, qui peut croire à un dysfonctionnement du groupe motopropulseur. Le rapport de réduction dans un encombrement réduit est encore susceptible d’être amélioré.
Il existe donc un besoin pour améliorer l’assistance électrique d’un cycle, tout en limitant la masse et l’encombrement du groupe motopropulseur pour cycle à assistance électrique, et tout en facilitant un changement automatique de vitesses et en améliorant le confort d’utilisation du cycle.
La présente invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients de l’état de la technique cités ci-dessus.
A cet effet, l’invention a pour objet un groupe motopropulseur pour cycle à assistance électrique. Le groupe motopropulseur comprend un premier moteur électrique, un deuxième moteur électrique distinct du premier moteur électrique, et un réducteur qui comporte un dispositif de transmission épicycloïdal.
Selon l’invention, le réducteur comporte un dispositif de transmission cycloïdal qui est raccordé mécaniquement au dispositif de transmission épicycloïdal et au deuxième moteur électrique. Le premier moteur électrique est configuré pour entrainer un élément de transmission de sortie du réducteur. Le deuxième moteur électrique est configuré pour entrainer le dispositif de transmission épicycloïdal par l’intermédiaire du dispositif de transmission cycloïdal.
Grâce au groupe motopropulseur selon l’invention, l’assistance électrique du cycle est améliorée, tout en limitant la masse et l’encombrement du groupe motopropulseur. En particulier, un changement automatique de vitesse tend à être facilité, le confort d’utilisation du cycle à être amélioré, la puissance maximale délivrée à augmenter, le rendement du réducteur du groupe motopropulseur à augmenter, tout en limitant la masse et l’encombrement du groupe motopropulseur, et tout en ayant un groupe motopropulseur relativement simple à fabriquer.
Le passage automatique des vitesses est fluide du fait de la transmission continument variable qui est possible du fait des deux moteurs électriques, et les ruptures de couples sont par exemple évitées lors de la variation automatique des rapports de transmission. Le groupe motopropulseur est notamment compact du fait du réducteur cycloïdal qui remplace des engrenages cylindriques à dentures extérieures et/ou des engrenages épicycloïdaux. L’agencement du dispositif de transmission cycloïdal entre le deuxième moteur électrique et le dispositif de transmission épicycloïdal, notamment autour d’un arbre de pédalier, tend à faciliter la fabrication du groupe motopropulseur et à rendre le groupe motopropulseur compact. La fabrication du groupe motopropulseur, en particulier l’assemblage des éléments de transmission du réducteur, est facilitée par le nombre d’engrenages limité du groupe motopropulseur. Le dispositif de transmission épicycloïdal et le dispositif de transmission cycloïdal limitent notamment le nombre d’engrenages du groupe motopropulseur, et la masse du groupe motopropulseur est réduite. Le rendement du réducteur du groupe motopropulseur tend à augmenter, en limitant le nombre d’engrenages et du fait de la transmission continument variable. La compacité et le rendement élevés du réducteur permettent d’utiliser au moins un moteur électrique particulièrement puissant.
Selon une particularité de réalisation, le deuxième moteur électrique est centré autour d’un premier arbre du groupe motopropulseur. Le premier moteur électrique est centré autour d’un deuxième arbre du groupe motopropulseur qui est strictement parallèle au premier arbre.
Selon une autre particularité de réalisation, le dispositif de transmission épicycloïdal comprend un premier élément de transmission d’entrée et l’élément de transmission de sortie, le premier élément de transmission d’entrée étant fixe relativement à un arbre de pédalier, l’élément de transmission de sortie étant fixe par rapport à un arbre de sortie du groupe motopropulseur. L’arbre de pédalier et l’arbre de sortie sont concentriques.
Selon une particularité de réalisation, le dispositif de transmission épicycloïdal comprend un train épicycloïdal qui comporte une couronne extérieure, un planétaire, un porte satellites et des satellites. Le porte satellites est le premier élément de transmission d’entrée du dispositif de transmission épicycloïdal. La couronne extérieure est un deuxième élément de transmission d’entrée du dispositif de transmission épicycloïdal. La couronne extérieure est raccordée au dispositif de transmission cycloïdal. Le planétaire est l’élément de transmission de sortie.
Selon une particularité de réalisation, le réducteur comprend une roue libre entre l’arbre de pédalier et l’arbre de sortie du réducteur, lorsque la roue libre est enclenchée. La roue libre sert notamment à utiliser le cycle sans assistance électrique en raccordant directement l’arbre de pédalier à l’arbre de sortie lorsque la roue libre est enclenchée.
Selon une particularité de réalisation, le premier moteur électrique est relié mécaniquement à l’élément de transmission de sortie par l’intermédiaire d’un train d’engrenages cylindriques à dentures extérieures.
Selon une particularité de réalisation, le dispositif de transmission cycloïdal comprend un arbre d’entrée, une bague excentrique, une première couronne lobée et une bague concentrique. La bague excentrique est configurée pour engager mécaniquement l’arbre d’entrée, la première couronne lobée et la bague concentrique.
Selon une particularité de réalisation, la bague excentrique comprend un premier anneau qui est configurée pour engager mécaniquement une excentration de l’arbre d’entrée. L’arbre d’entrée est notamment pour être centré autour d’un premier axe longitudinal du réducteur.
Selon une particularité de réalisation, la bague excentrique comprend un deuxième anneau lobé qui comporte des lobes internes et des lobes externes. Le deuxième anneau lobé est configuré pour engager mécaniquement la première couronne lobée et la bague concentrique.
Selon une particularité de réalisation, les lobes externes sont configurés pour engager mécaniquement des lobes intérieurs de la première couronne lobée. Les lobes externes sont notamment configurés pour avoir chacun une trajectoire épitrochoïdale relativement à un premier axe longitudinal du réducteur.
Selon une particularité de réalisation, les lobes internes sont configurés pour engager mécaniquement des lobes extérieurs de la bague concentrique. Les lobes internes sont notamment configurés pour avoir chacun une trajectoire épitrochoïdale relativement à un premier axe longitudinal du réducteur.
Selon une particularité de réalisation, la première couronne lobée est fixe relativement à un premier axe longitudinal du réducteur.
Selon une particularité de réalisation, un élément de transmission de sortie du dispositif de transmission cycloïdal est fixe relativement à un élément de transmission d’entrée du dispositif de transmission épicycloïdal.
Selon une particularité de réalisation, la bague concentrique comprend une deuxième couronne lobée et une couronne extérieure qui est monobloc avec la deuxième couronne lobée. La deuxième couronne lobée engage mécaniquement la bague excentrique. La couronne extérieure est le deuxième élément de transmission d’entrée du dispositif de transmission épicycloïdal.
Selon une particularité de réalisation, le dispositif de transmission cycloïdal et le dispositif de transmission épicycloïdal s’étendent autour d’un premier axe longitudinal du réducteur. De préférence, le premier axe longitudinal du réducteur est un axe longitudinal d’un arbre de pédalier.
L’invention porte également sur un cycle à assistance électrique qui comprend un groupe motopropulseur tel que défini ci-dessus. De préférence, le cycle est un vélo ou un vélo cargo.
Selon une particularité de réalisation, le cycle à assistance électrique comprend une roue avant, une roue arrière et un système de transmission qui comprend une chaine, des pignons et au moins un plateau. Le groupe motopropulseur est configuré pour entrainer le plateau qui est fixe relativement à un arbre de sortie du groupe motopropulseur.
D’autres avantages, buts et caractéristiques particulières de la présente invention ressortiront de la description non limitative qui suit d’au moins un mode de réalisation particulier des dispositifs et procédés objets de la présente invention, en regard des dessins annexés, dans lesquels :
- la
FIG. 1 est une représentation schématique d’un cycle à assistance électrique, comprenant un groupe motopropulseur selon un premier mode de réalisation de l’invention ; - la
FIG. 2 est une représentation cinématique partielle d’un groupe motopropulseur pour un cycle à assistance électrique, selon le premier mode de réalisation ; - la
FIG. 3 est une représentation schématique éclatée d’un dispositif de transmission cycloïdal du groupe motopropulseur selon le premier mode de réalisation ; - la
FIG. 4 est une représentation schématique partielle en coupe transversale du dispositif de transmission cycloïdal du groupe motopropulseur selon le premier mode de réalisation, illustrant le fonctionnement du dispositif de transmission cycloïdal du groupe motopropulseur.
La présente description est donnée à titre d’exemple de réalisation non limitatif.
LaFIG. 1 est une représentation schématique d’un cycle 1 à assistance électrique selon un premier mode de réalisation représenté. Dans le premier mode de réalisation représenté, le cycle à assistance électrique est un vélo. Le cycle 1 à assistance électrique comprend un cadre 2, une roue avant 10F, une roue arrière 10R, des pédales 11 et un système de transmission et d’entrainement 3.
Le système de transmission et d’entrainement 3 comporte une batterie B, un groupe motopropulseur 4 et un système de transmission 30. Dans le mode de réalisation représenté, la batterie B est assemblée de manière démontable au cadre 12 du vélo, par exemple sur un tube oblique 22 du cadre. Le système de transmission et d’entrainement 3 est configuré pour entrainer les roues 10F, 10R à partir du mouvement des pédales 11, avec une éventuelle assistance électrique.
Le système de transmission 30 comprend une chaine 31, des pignons 34 et au moins un plateau 32. Le cycle 1 comprend de préférence au moins deux plateaux 32, de préférence trois plateaux 32. La chaine 31 relie mécaniquement au moins un plateau 32 à un des pignons 34. Le système de transmission 30 entraine par exemple la roue arrière 10R à partir du pédalier.
En référence conjointe aux figures 2 à 4, le groupe motopropulseur 4 comprend un premier moteur électrique M1, un deuxième moteur électrique M2, un réducteur 5 qui comporte un dispositif de transmission cycloïdal 6 et un dispositif de transmission épicycloïdal 8, un dispositif d’entrainement, un système de commande, un système de contrôle, un arbre 41 de pédalier, un arbre 42 de moteur de traction et un arbre 49 de sortie du groupe motopropulseur. Le groupe motopropulseur 4 est configuré pour assister électriquement le pédalage d’un utilisateur du cycle. Dans le mode de réalisation représenté, le groupe motopropulseur 4 est conçu pour entrainer chaque plateau 32.
L’arbre 41 de pédalier forme un premier arbre du groupe motopropulseur. L’arbre 41 de pédalier est centré autour d’un premier axe longitudinal X1 de réducteur qui est également appelé axe longitudinal X1 de l’arbre de pédalier. L’arbre 42 du moteur de traction est strictement parallèle à l’arbre 41 de pédalier en s’étendant autour d’un deuxième axe longitudinal X2 de réducteur. L’arbre 49 de sortie est concentrique avec l’arbre 41 de pédalier. Dans le mode de réalisation représenté, l’arbre 49 de sortie est un arbre creux qui est situé radialement à l’extérieur de l’arbre 41 de pédalier et qui est fixe relativement à chaque plateau 32.
Dans le présent document, une direction parallèle au premier axe longitudinal X1 est une direction transversale du cycle et une direction longitudinale du réducteur 5. La direction Y qui est représentée à laFIG. 1 est orthogonale à la direction du premier axe longitudinal X1 et elle correspond à la direction longitudinale du cycle.
Le premier moteur électrique M1 est centré autour du deuxième axe longitudinal X2 de réducteur, en étant situé autour de l’arbre 42 de moteur de traction. Le premier moteur électrique M1 est appelé moteur de traction. Il est configuré pour entrainer l’arbre 49 de sortie par l’intermédiaire du dispositif d’entrainement en assistant le pédalage de l’utilisateur.
Dans le mode de réalisation représenté, le dispositif d’entrainement est un train 44 d’engrenages cylindriques à dentures extérieures qui est constitué de roues dentées cylindriques à dentures droites. Le train 44 d’engrenages cylindriques comporte dans cet ordre du premier moteur électrique M1 vers l’arbre 49 de sortie, un premier pignon P1.1, un deuxième pignon P1.2 engageant mécaniquement le premier pignon P1.1, un troisième pignon P1.3 qui est fixe relativement au deuxième pignon P1.2, un quatrième pignon P1.4 qui engage mécaniquement le troisième pignon, un cinquième pignon P1.5 qui est fixe relativement au quatrième pignon P1.4 et qui engage mécaniquement un sixième pignon P1.6. Le sixième pignon P1.6 est fixe relativement à l’arbre 49 de sortie et il est appelé pignon moteur.
Le deuxième moteur électrique M2 est centré autour du premier axe longitudinal X1 de réducteur. Le deuxième moteur électrique M2 est configuré pour entrainer le dispositif de transmission épicycloïdal 8 par l’intermédiaire du dispositif de transmission cycloïdal 6. Le deuxième moteur électrique M2 est configuré pour faire varier la raison du réducteur 5, par exemple pour que l’utilisateur puisse pédaler à vitesse constante. Le deuxième moteur M2 est appelé moteur variateur.
Le système de contrôle comprend au moins un capteur. Il est configuré pour détecter directement ou indirectement la vitesse de rotation du premier moteur électrique M1, du deuxième moteur électrique M2 et l’effort exercé par l’utilisateur sur les pédales 11. Dans le mode de réalisation représenté, le système de contrôle comporte un capteur de couple 45 qui détecte le couple exercé par l’utilisateur sur les pédales 11.
Le système de commande comporte au moins une unité de commande 43. L’unité de commande 43 est configurée pour commander le premier moteur électrique M1, notamment en couple, et le deuxième moteur électrique M2, notamment en vitesse, pour assister le pédalage à partir des données détectées par le système de contrôle. L’unité de commande 43 prend par exemple la forme d’une carte électronique de commande du groupe motopropulseur 4.
Le réducteur 5 comporte le dispositif de transmission cycloïdal 6, le dispositif de transmission épicycloïdal 8 et une roue libre 51. L’axe longitudinal du réducteur 5 est le premier axe longitudinal X1. Le réducteur 5 est configuré pour augmenter le couple de l’arbre de sortie 49 à partir de la vitesse de rotation du deuxième moteur électrique M2.
La roue libre 51 est située entre l’arbre 41 de pédalier et l’arbre 49 de sortie du réducteur. Lorsque la roue libre 51 est enclenchée, l’arbre de sortie 49 tourne à la même vitesse que l’arbre 41 de pédalier. L’arbre 41 de pédalier et l’arbre de sortie 49 entrainent alors par exemple le deuxième moteur électrique M2 par l’intermédiaire du dispositif de transmission épicycloïdal 8 et du dispositif de transmission cycloïdal 6, en particulier par l’intermédiaire de la couronne extérieure 84. La roue libre 51 permet notamment l'entrainement direct de l'arbre 49 de sortie par l'arbre 41 de pédalier, lorsque le deuxième moteur électrique M2 n’est plus en mesure de commander la vitesse de la couronne extérieure 84 pour la maintenir à une vitesse suffisante. En pratique, une telle situation se produit par exemple lorsque la vitesse de rotation de l’arbre 41 de pédalier autour du premier axe longitudinal X1 est supérieure à une vitesse maximale d’assistance du groupe motopropulseur 4. La roue libre 51 sert notamment à utiliser le cycle 1 sans assistance électrique. .
Le dispositif de transmission épicycloïdal 8 est un train épicycloïdal. Le train épicycloïdal comporte une couronne extérieure 84, un planétaire 88, un porte satellites 82 et des satellites 86. Le train épicycloïdal du groupe motopropulseur 4 peut être de type I, II, III ou IV. Dans le mode de réalisation représenté, le porte satellites 82 est le premier élément de transmission d’entrée du dispositif de transmission épicycloïdal. La couronne extérieure 84 est un deuxième élément de transmission d’entrée du dispositif de transmission épicycloïdal qui est raccordée au dispositif de transmission cycloïdal 6. Le porte satellites 82 est fixe relativement à l’arbre 41 de pédalier qui forme un premier arbre d’entrée du réducteur épicycloïdal. La couronne extérieure 84 est mobile relativement au premier axe longitudinal X1. Le planétaire 88 est l’élément de transmission de sortie. Le planétaire 88 est fixe relativement à l’arbre 49 de sortie. Le dispositif de transmission épicycloïdal 8 est configuré pour entrainer l’arbre 49 de sortie à partir de l’arbre 41 de pédalier et de l’entrainement par le deuxième moteur électrique M2 par l’intermédiaire du dispositif d’entrainement cycloïdal 6. Dans le mode de réalisation représenté, la raison du train épicycloïdal est par exemple de 0,33.
En référence conjointe aux figures 2 à 4, le dispositif de transmission cycloïdal 6 comprend un arbre d’entrée 61, une bague excentrique 64, une première couronne lobée 67 et une bague concentrique 70 qui comprend une deuxième couronne lobée 72. Le dispositif de transmission cycloïdal 6 est raccordé mécaniquement au dispositif de transmission épicycloïdal 8 et au deuxième moteur électrique M2, en étant cinématiquement entre le deuxième moteur électrique M2 et un deuxième élément de transmission d’entrée du dispositif de transmission épicycloïdal 8.
Dans le mode de réalisation représenté, la raison du dispositif de transmission cycloïdal 6 est par exemple de 0,05. De manière générale, le taux de réduction du dispositif de transmission cycloïdal 6 est particulièrement élevé, avec un nombre d’engrenages réduit et avec un encombrement limité.
L’arbre d’entrée 61 est concentrique et centré autour du premier axe longitudinal X1 du réducteur. L’arbre d’entrée 61 comporte au moins une excentration 62 qui a une trajectoire excentrique relativement au premier axe longitudinal X1. L’excentration 62 est configurée pour entrainer la bague excentrique 64.
La première couronne lobée 67 est fixe relativement au premier axe longitudinal X1 du réducteur. La première couronne lobée 67 est centrée autour du premier axe longitudinal X1. La première couronne lobée 67 est une couronne lobée extérieure qui délimite notamment le dispositif de réduction cycloïdal 6 radialement vers l’extérieur. La première couronne lobée 67 comprend des lobes intérieurs 67a qui sont régulièrement espacés sur la circonférence intérieure de la première couronne lobée 67. Le contour extérieur 67b de la première couronne lobée 67 est par exemple lisse ou bien il comporte des formes aménagées pour assurer le blocage en rotation de la première couronne lobée 67.
La bague excentrique 64 comprend un premier anneau 65 et un deuxième anneau lobé 68 qui est monobloc avec le premier anneau 65. En particulier, grâce à la bague excentrique 64, le deuxième anneau lobée 68 est fixe relativement au premier anneau 65. La bague excentrique 64 est configurée pour engager mécaniquement l’arbre d’entrée 61, la première couronne lobée 67 et la bague concentrique 70.
La bague excentrique 64 forme un élément de transmission particulièrement compact du dispositif de transmission cycloïdal 6 au vu du nombre d’engrenages dont elle fait partie, en engageant mécaniquement l’arbre d’entrée 61, la première couronne lobée 67 et la bague concentrique 70. Le deuxième anneau lobée 68 étant fixe relativement au premier anneau 65, la fabrication du réducteur 5 est également facilitée.
Le premier anneau 65 est configurée pour engager mécaniquement l’excentration 62 de l’arbre d’entrée. Il est situé autour de l’arbre d’entrée 61. Le premier anneau 65 est configuré pour avoir un déplacement excentrique autour du premier axe longitudinal X1.
Le deuxième anneau lobé 68 comporte des lobes internes 68a et des lobes externes 66a. Le deuxième anneau lobé 68 est configuré pour engager mécaniquement la première couronne lobée 67 et la bague concentrique 70. Les lobes externes 66a sont configurés pour engager mécaniquement des lobes intérieurs 67a de la première couronne lobée 67, en ayant chacun une trajectoire épitrochoïdale relativement à un premier axe longitudinal X1 du réducteur. Les lobes internes 68a sont configurés pour engager mécaniquement des lobes extérieurs 72a de la bague concentrique 70, en ayant chacun une trajectoire épitrochoïdale relativement à un premier axe longitudinal X1 du réducteur.
La bague concentrique 70 comprend la deuxième couronne lobée 72 et la couronne extérieure 84 qui est monobloc avec la deuxième couronne lobée 72. En particulier, grâce à la bague excentrique 70, un élément de transmission de sortie du dispositif de transmission cycloïdal 6 est fixe relativement à un deuxième élément de transmission d’entrée du dispositif de transmission épicycloïdal 8. La bague concentrique 70 forme à la fois un élément de transmission de sortie du dispositif de transmission cycloïdal 6 et un deuxième élément de transmission d’entrée du dispositif de transmission épicycloïdal 8. La bague concentrique 70 est configurée pour avoir un mouvement concentrique centré sur le premier axe longitudinal X1, lorsqu’elle est entrainée mécaniquement par la bague excentrique 64.
La bague concentrique 70 forme un élément de transmission particulièrement compact du réducteur 5, en intégrant la deuxième couronne lobée 72 et la couronne extérieure 84. La couronne extérieure 84 étant fixe relativement à la deuxième couronne lobée 72, la fabrication du réducteur 5 est également facilitée.
La deuxième couronne lobée 72 est cylindrique. La deuxième couronne lobée 72 comporte des lobes extérieurs 72a qui engagent mécaniquement les lobes internes 68a du deuxième anneau lobé 68. Les lobes extérieurs 72a engagent par coopération de forme les lobes internes 68a et ils sont de préférence de forme complémentaire de celle des lobes internes 68a. La deuxième couronne lobée 72 forme l’élément de transmission de sortie du dispositif de transmission cycloïdal 6.
La couronne extérieure 84 est par exemple de diamètre supérieur à celui de la deuxième couronne lobée 72. Elle est cylindrique et elle comporte une denture intérieure. En étant fixe relativement à la deuxième couronne lobée 72, la couronne extérieure 84 est destinée à être entrainée par le dispositif de transmission cycloïdal 6 et la couronne extérieure 84 forme le deuxième élément de transmission d’entrée du dispositif de transmission épicycloïdal 8.
Le fonctionnement du groupe motopropulseur 4 est décrit ci-dessous en référence conjointe aux figures 1 à 4. Les pédales 11 entrainent l’arbre 41 de pédalier et le porte satellites 82 qui forme le premier élément de transmission d’entrée du dispositif de transmission épicycloïdal 8. L’unité de commande 43 commande le premier moteur électrique M1 qui entraine l’arbre 49 de sortie par l’intermédiaire du train 44 d’engrenages cylindrique, à partir des données du capteur 45. L’unité de commande 43 commande le deuxième moteur électrique M2 pour qu’il modifie la vitesse de rotation de la couronne extérieure 84, à partir des données du capteur 45. La commande du deuxième moteur électrique M2 vise par exemple à garder une cadence de pédalage similaire indépendamment de la distance parcourue et de la pente, en tenant compte de la condition physique de l’utilisateur. Lorsqu’aucune assistance électrique n’est requise, la roue libre 51 permet l’entrainement direct de l’arbre 49 de sortie par l’arbre 41 de pédalier.
Grâce au groupe motopropulseur 4 selon l’invention, l’assistance électrique du cycle 1 est améliorée, tout en limitant la masse et l’encombrement du groupe motopropulseur 4.
Le passage automatique des vitesses est fluide du fait de la transmission continument variable qui est possible du fait des deux moteurs électriques M1, M2. Les ruptures de couples sont par exemple évitées lors de la variation automatique des rapports de transmission du cycle 1. L’assistance électrique du cycle 1 s’en trouve améliorée.
La roue libre 51 améliore le confort de pédalage lorsqu’aucune assistance électrique n’est requise. En particulier, la roue libre 51 améliore le confort de pédalage en reliant directement l'arbre 41 de pédalier à l'arbre 49 de sortie afin d'assurer une transmission du couple du cycliste vers la roue du cycle 1 lorsque le deuxième moteur électrique M2 n'est pas en mesure de commander la vitesse de la couronne extérieure 84.
Le groupe motopropulseur 4 est compact du fait du réducteur cycloïdal 6 qui remplace des engrenages cylindriques à dentures extérieures et/ou des engrenages épicycloïdaux. L’agencement du dispositif de transmission cycloïdal 6 entre le deuxième moteur électrique M2 et le dispositif de transmission épicycloïdal 8 tend à rendre le groupe motopropulseur 4 compact. Le groupe motopropulseur 4 est rendu particulièrement compact par l’agencement du dispositif de transmission épicycloïdal, du dispositif de transmission cycloïdal 6 et du deuxième moteur électrique M2 autour de l’arbre 41 de pédalier. L’intégration du dispositif de transmission épicycloïdal 8 et du dispositif de transmission épicycloïdal 6, en particulier de la couronne extérieure 84 et de la deuxième couronne lobée 72 au sein de la bague concentrique 70, rend également le groupe motopropulseur 4 particulièrement compact. La bague excentrique 64 tend également à rendre le dispositif de transmission cycloïdal particulièrement compact.
Le dispositif de transmission cycloïdal 6 d’une part et l’intégration au moins partielle du dispositif de transmission épicycloïdal 8 et du dispositif de transmission cycloïdal 6 d’autre part tendent à augmenter le taux de réduction du groupe motopropulseur 4.
La fabrication du groupe motopropulseur 4, en particulier l’assemblage des éléments de transmission du réducteur, est facilitée par le nombre d’engrenages faible du groupe motopropulseur 4. La fabrication du groupe motopropulseur 4 est facilitée par l’intégration au moins partielle du dispositif de transmission cycloïdal 6 et du dispositif de transmission épicycloïdal 8, qui tend notamment à diminuer davantage le nombre d’engrenages du réducteur 5. La disposition du dispositif de transmission épicycloïdal 8 et celle du dispositif de transmission cycloïdal 6 autour de l’arbre 41 de pédalier facilite également la fabrication du groupe motopropulseur 4.
Le faible nombre d’engrenages du groupe motopropulseur 4 tend à réduire la masse du groupe motopropulseur 4.
Le rendement du réducteur 5 du groupe motopropulseur 4 est élevé, du fait du faible nombre d’engrenages du réducteur 5 et du fait de la transmission continument variable. Le porte satellites 82, qui forme le premier élément d’entrée du dispositif de transmission épicycloïdal 8, étant fixe relativement à l’arbre 41 de pédalier, les pertes énergétiques sont réduites entre les pédales 11 et l’entrée du réducteur épicycloïdal 8, et le rendement du réducteur 5 tend à augmenter. Le rendement du réducteur 5 est particulièrement élevé avec le train épicycloïdal du réducteur 5 selon le premier mode de réalisation par rapport à celui d’un réducteur 5 qui comporterait un autre type de réducteur cycloïdal.
La compacité et le rendement élevés du réducteur 5 permettent d’utiliser au moins un moteur électrique M1, M2 particulièrement puissant. Plus précisément, il est possible d’utiliser au moins un moteur électrique M1, M2 plus volumineux et plus puissant à volume équivalent de motoréducteur, du fait de la plus grande compacité du réducteur 5.
L’engagement des lobes externes 66a et des lobes internes 68a de la bague excentrique avec la première couronne lobée 67 d’une part et avec la deuxième couronne lobée 72 d’autre part tend à limiter les vibrations de la bague excentrique 64 et le bruit généré par le dispositif de transmission cycloïdal 6. En réduisant le nombre d’engrenages du réducteur 5, le bruit lors de l’utilisation du groupe motopropulseur 4 est diminué.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l’homme du métier à l’invention qui vient d’être décrite sans sortir du cadre de l’exposé de l’invention.
En variante, le cycle 1 à assistance électrique est un vélo cargo. En variante encore, le cycle 1 à assistance électrique est par exemple monoroue ou bien un tricycle.
En variante, la batterie B est logée à l’intérieur du cadre 12. En variante encore, la batterie B est fixée à l’arrière du vélo, par exemple sur un porte bagage.
En variante, le groupe motopropulseur 4 est relié directement au moyeu d’une roue 10F, 10R du cycle à assistance électrique, au lieu d’être intégré au moins partiellement au pédalier du cycle.
En variante, l’arbre 41 de pédalier est creux.
En variante, le dispositif d’entrainement peut comporter d’autres éléments de transmission que des roues dentées à dentures droites, par exemple une roue plate. Le nombre d’engrenages du dispositif d’entrainement peut varier.
En plus ou en variante, le système de contrôle comporte au moins un capteur relatif et/ou absolu pour détecter la vitesse de rotation du premier moteur électrique M1 et/ou du deuxième moteur électrique M2. Ce capteur est par exemple un capteur à effet Hall.
En variante, le réducteur 5 comporte une roue libre 51 entre le deuxième moteur électrique M2 et l’arbre 41 de pédalier, ce qui permet notamment de repositionner plus facilement les pédales 11 au démarrage du cycle 1.
En variante, le planétaire 88 est par exemple un premier élément de transmission d’entrée du dispositif de transmission épicycloïdal 8, le porte satellites 82 est un élément de transmission de sortie du dispositif de transmission épicycloïdal 8, la couronne extérieure 84 est un deuxième élément de transmission d’entrée du dispositif de transmission épicycloïdal 8.
En variante, la première couronne lobée 67 est une couronne mobile relativement à l’axe longitudinal X1 de l’arbre de pédalier. En plus ou en variante, la première couronne lobée 67 est une couronne lobée intérieure qui engage mécaniquement des lobes internes du deuxième anneau lobé 68, la deuxième couronne lobée 72 est alors une couronne lobée extérieure qui engage mécaniquement des lobes externes du deuxième anneau lobé 68.
En variante, le premier anneau 65 est fixé à au deuxième anneau lobé 68. En variante, la bague excentrique 64 comporte un troisième anneau lobé. En variante encore, la couronne extérieure 84 est fixée à la deuxième couronne lobée 72.
En variante, le dispositif de transmission épicycloïdal 8 et/ou le dispositif de transmission cycloïdal 6 comporte au moins un engrenage cylindrique.
La forme et la disposition des dents et/ou des lobes des éléments de transmission du réducteur 5 est susceptible de varier.
Claims (15)
- Groupe motopropulseur (4) pour cycle (1) à assistance électrique comprenant : un premier moteur électrique (M1), un deuxième moteur électrique (M2) distinct du premier moteur électrique (M1), et un réducteur (5) qui comporte un dispositif de transmission épicycloïdal (8), caractérisé en ce que le réducteur (5) comporte un dispositif de transmission cycloïdal (6) qui est raccordé mécaniquement au dispositif de transmission épicycloïdal (8) et au deuxième moteur électrique (M2), le premier moteur électrique (M1) est configuré pour entrainer un élément de transmission de sortie (88) du réducteur, le deuxième moteur électrique (M2) est configuré pour entrainer le dispositif de transmission épicycloïdal (8) par l’intermédiaire du dispositif de transmission cycloïdal (6).
- Groupe motopropulseur (4) selon la revendication précédente, dans lequel le deuxième moteur électrique (M2) est centré autour d’un premier arbre (41) du groupe motopropulseur, le premier moteur électrique (M1) étant centré autour d’un deuxième arbre (42) du groupe motopropulseur qui est strictement parallèle au premier arbre (41).
- Groupe motopropulseur (4) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le dispositif de transmission épicycloïdal (8) comprend un premier élément de transmission d’entrée (82) et l’élément de transmission de sortie (88), le premier élément de transmission d’entrée (82) étant fixe relativement à un arbre (41) de pédalier, l’élément de transmission de sortie (88) étant fixe par rapport à un arbre (49) de sortie du groupe motopropulseur, l’arbre (41) de pédalier et l’arbre (49) de sortie étant concentriques.
- Groupe motopropulseur (4) selon la revendication 3, dans lequel dans lequel le dispositif de transmission épicycloïdal (8) comprend un train épicycloïdal qui comporte une couronne extérieure (84), un planétaire (88), un porte satellites (82) et des satellites (86), le porte satellites (82) étant le premier élément de transmission d’entrée du dispositif de transmission épicycloïdal, la couronne extérieure (84) étant un deuxième élément de transmission d’entrée du dispositif de transmission épicycloïdal qui est raccordée au dispositif de transmission cycloïdal (6), le planétaire (88) étant l’élément de transmission de sortie.
- Groupe motopropulseur (4) selon l’une quelconque des revendications 3 ou 4, dans lequel le réducteur (5) comprend une roue libre (51) entre l’arbre (41) de pédalier et l’arbre (49) de sortie du réducteur, notamment pour utiliser le cycle (1) sans assistance électrique en raccordant directement l’arbre (41) de pédalier à l’arbre de sortie (49), lorsque la roue libre (51) est enclenchée.
- Groupe motopropulseur (4) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier moteur électrique (M1) est relié mécaniquement à l’élément de transmission de sortie (88) par l’intermédiaire d’un train d’engrenages cylindriques à dentures extérieures.
- Groupe motopropulseur (4) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de transmission cycloïdal (6) comprend un arbre d’entrée (61), une bague excentrique (64), une première couronne lobée (67) et une bague concentrique (70), la bague excentrique (64) étant configurée pour engager mécaniquement l’arbre d’entrée (61), la première couronne lobée (67) et la bague concentrique (70).
- Groupe motopropulseur (4) selon la revendication précédente, dans lequel la bague excentrique (64) comprend un premier anneau (65) qui est configurée pour engager mécaniquement une excentration (62) de l’arbre d’entrée, l’arbre d’entrée (61) étant notamment pour être centré autour d’un premier axe longitudinal (X1) du réducteur, et/ou dans lequel la bague excentrique (64) comprend un deuxième anneau lobé (68) qui comporte des lobes internes (68a)et des lobes externes (66a), le deuxième anneau lobé (68) étant configuré pour engager mécaniquement la première couronne lobée (67) et la bague concentrique (70).
- Groupe motopropulseur (4) selon la revendication précédente, dans lequel les lobes externes (66a) sont configurés pour engager mécaniquement des lobes intérieurs (67a) de la première couronne lobée (67), notamment en ayant chacun une trajectoire épitrochoïdale relativement à un premier axe longitudinal (X1) du réducteur, et/ou dans lequel les lobes internes (68a) sont configurés pour engager mécaniquement des lobes extérieurs (72a) de la bague concentrique (70), notamment en ayant chacun une trajectoire épitrochoïdale relativement à un premier axe longitudinal (X1) du réducteur.
- Groupe motopropulseur (4) selon l’une quelconque des revendications précédentes 7 à 9, dans lequel la première couronne lobée (67) est fixe relativement à un premier axe longitudinal (X1) du réducteur.
- Groupe motopropulseur (4) selon l’une quelconque des revendications précédentes 7 à 10, dans lequel un élément de transmission de sortie (70) du dispositif de transmission cycloïdal est fixe relativement à un élément de transmission d’entrée (84) du dispositif de transmission épicycloïdal.
- Groupe motopropulseur (4) selon la revendication précédente, dans lequel la bague concentrique (70) comprend une deuxième couronne lobée (72) et une couronne extérieure (84) qui est monobloc avec la deuxième couronne lobée (72), la deuxième couronne lobée (72) engageant mécaniquement la bague excentrique (64), la couronne extérieure (84) étant le deuxième élément de transmission d’entrée du dispositif de transmission épicycloïdal.
- Groupe motopropulseur (4) selon l’une quelconque des revendications précédentes 7 à 12, dans lequel le dispositif de transmission cycloïdal (6) et le dispositif de transmission épicycloïdal (8) s’étendent autour d’un premier axe longitudinal (X1) du réducteur qui est de préférence un axe longitudinal d’un arbre (41) de pédalier.
- Cycle (1) à assistance électrique comprenant un groupe motopropulseur (4) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le cycle (1) est de préférence un vélo ou un vélo cargo.
- Cycle (1) à assistance électrique selon la revendication précédente, comprenant une roue avant (10F), une roue arrière (10R), un système de transmission (30) comprenant une chaine (31), des pignons (34) et au moins un plateau (32), le groupe motopropulseur (4) étant configuré pour entrainer le plateau (32) qui est fixe relativement à un arbre (49) de sortie du groupe motopropulseur.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| FR2310952A FR3154090A1 (fr) | 2023-10-12 | 2023-10-12 | Groupe motopropulseur a transmission continument variable et a reducteur epicycloidal et cycloidal |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2310952 | 2023-10-12 | ||
| FR2310952A FR3154090A1 (fr) | 2023-10-12 | 2023-10-12 | Groupe motopropulseur a transmission continument variable et a reducteur epicycloidal et cycloidal |
Publications (1)
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|---|---|
| FR3154090A1 true FR3154090A1 (fr) | 2025-04-18 |
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ID=89661676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR2310952A Pending FR3154090A1 (fr) | 2023-10-12 | 2023-10-12 | Groupe motopropulseur a transmission continument variable et a reducteur epicycloidal et cycloidal |
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| Country | Link |
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| FR (1) | FR3154090A1 (fr) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2202477A5 (fr) | 1972-10-10 | 1974-05-03 | Peyer Siegfried | |
| US20220048595A1 (en) * | 2018-09-25 | 2022-02-17 | Zf Friedrichshafen Ag | Drive Arrangement for a Bicycle or Pedelec |
| WO2022078730A1 (fr) * | 2020-10-13 | 2022-04-21 | KILLWATT GmbH | Unité d'entraînement pour un moyen de locomotion pouvant être entraîné simultanément par une force musculaire humaine et des moteurs électriques |
-
2023
- 2023-10-12 FR FR2310952A patent/FR3154090A1/fr active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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