FR2926860A1 - Parking brake actuator for motor vehicle, has set of ring gears engaged with another set of ring gears, where one of former set of gears has number of teeth different from number of teeth of corresponding ring gear in latter set of gears - Google Patents
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Abstract
Description
ACTIONNEUR DE FREIN DE STATIONNEMENT PARKING BRAKE ACTUATOR
La présente invention concerne un actionneur de frein de stationnement, en particulier pour véhicule automobile. Les véhicules automobiles comportent un dispositif auxiliaire de freinage ou frein de stationnement indépendant du système de freinage principal commandé par une pédale, pour immobiliser le véhicule à l'arrêt et éventuellement le ralentir en cas de défaillance du système de freinage principal. La commande de ce dispositif auxiliaire est habituellement réalisée au moyen d'un levier actionné à la main, relié par un câble coulissant dans une gaine au dispositif de freinage pour appliquer et serrer des garnitures de frottement sur une surface d'un disque ou d'un tambour lié en rotation à une roue. Cette commande peut être automatisée au moyen d'un motoréducteur électrique d'un type connu procurant une forte réduction pour exercer simultanément une traction élevée sur deux câbles de commande des freins de deux roues du véhicule. La réduction de vitesse se fait habituellement par le montage en série de plusieurs étages de réduction, pour obtenir un couple élevé à partir d'un petit moteur électrique consommant un courant faible. Le problème qui se pose est que les différents étages de réduction montés en série sont assez encombrants et ont un rendement mécanique d'ensemble qui est médiocre. The present invention relates to a parking brake actuator, in particular for a motor vehicle. Motor vehicles include an auxiliary brake or parking brake device independent of the main braking system controlled by a pedal, to immobilize the vehicle at a standstill and possibly to slow it down in the event of failure of the main braking system. The control of this auxiliary device is usually performed by means of a hand-operated lever connected by a cable sliding in a sheath to the braking device for applying and tightening friction linings on a surface of a disk or a drum linked in rotation to a wheel. This control can be automated by means of an electric geared motor of a known type providing a strong reduction to simultaneously exercise a high traction on two brake control cables of two wheels of the vehicle. The reduction of speed is usually done by the series mounting of several stages of reduction, to obtain a high torque from a small electric motor consuming a low current. The problem is that the different reduction stages connected in series are quite bulky and have a poor overall mechanical efficiency.
De plus, pour exercer une traction simultanée et équilibrée sur les deux câbles il faut souvent adapter un dispositif complémentaire en sortie du réducteur ce qui ajoute un encombrement supplémentaire et augmente la complexité du dispositif. L'invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la 30 technique antérieure et de fournir une commande de frein de stationnement qui soit compacte, simple, efficace et économique. CB2372 - Votre ref : C.CARUSO Cable puller Elle propose à cet effet un actionneur de frein de stationnement, en particulier pour véhicule automobile, comportant un moteur électrique relié par un réducteur à engrenages à deux éléments rotatifs de sortie actionnant chacun un moyen de freinage, caractérisé en ce que le réducteur comprend un élément d'entrée rotatif qui entraîne en mouvement oscillant un plateau circulaire libre en rotation comportant une première couronne dentée sur chacune de ses faces, chaque première couronne dentée étant en prise avec une seconde couronne dentée solidaire d'un élément de sortie, et l'une des premières couronnes dentées ayant un nombre de dents différent de celui de la seconde couronne dentée en prise avec elle. Un avantage essentiel de l'actionneur selon l'invention est que la réduction de vitesse par plateau oscillant avec un nombre de dents différent pour l'une des couronnes dentées en prise permet de réaliser en un étage de réduction une forte démultiplication de la vitesse. De préférence, le plateau oscillant est monté sur l'élément d'entrée au moyen d'un palier dont l'axe est incliné, d'environ 10 degrés par exemple, par rapport à l'axe du réducteur. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, chaque couronne dentée du plateau oscillant est en prise avec une couronne dentée liée directement à l'un des éléments de sortie et une poulie réceptrice formant l'élément d'entrée peut être montée axialement entre les deux éléments de sortie. Les deux éléments de sortie sont portés par des paliers montés 25 axialement de part et d'autre du plateau oscillant, pour réaliser un guidage en rotation de l'ensemble du réducteur. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, un deuxième réducteur de vitesse à plateau oscillant est monté en série avec le réducteur précité à plateau oscillant. 30 Une pièce intermédiaire constituant la sortie du premier réducteur supporte le plateau oscillant du deuxième réducteur et les couronnes CB2372 - Votre ref : C.CARUSO Cable poiler dentées de ce plateau oscillant sont en prise avec deux autres couronnes dentées liées l'une à l'élément de sortie du premier réducteur et l'autre à l'élément de sortie du deuxième réducteur. Avantageusement, pour chaque plateau oscillant deux couronnes dentées en prise ont un même nombre de dents alors que les deux autres couronnes dentées en prise ont des nombres de dents différents, par exemple d'une unité. D'après une réalisation de l'invention, les éléments de sortie sont des poulies à gorge circulaire recevant un câble de frein. In addition, to exert a simultaneous and balanced pull on the two cables often requires a complementary device output of the gearbox which adds additional space and increases the complexity of the device. The object of the invention is in particular to avoid these drawbacks of the prior art and to provide a parking brake control which is compact, simple, efficient and economical. CB2372 - Your ref: C.CARUSO Cable puller It offers for this purpose a parking brake actuator, in particular for a motor vehicle, comprising an electric motor connected by a gear reducer with two output rotary elements each actuating a braking means , characterized in that the gearbox comprises a rotary input member which drives in oscillation movement a circular plate free to rotate having a first ring gear on each of its faces, each first ring gear being engaged with a second ring gear integral with an output member, and one of the first ring gear having a number of teeth different from that of the second ring gear engaged with it. An essential advantage of the actuator according to the invention is that the speed reduction by swashplate with a different number of teeth for one of the toothed crowns in engagement allows to achieve in a reduction stage a high speed reduction. Preferably, the swash plate is mounted on the input element by means of a bearing whose axis is inclined, about 10 degrees for example, relative to the axis of the gear. According to a first embodiment of the invention, each ring gear of the swash plate is engaged with a ring gear directly connected to one of the output elements and a receiving pulley forming the input element can be mounted axially between the two output elements. The two output members are carried by bearings mounted axially on either side of the swashplate to provide rotational guidance of the entire gearbox. According to another embodiment of the invention, a second swash plate speed reducer is connected in series with the above-mentioned swash plate gearbox. 30 An intermediate part constituting the output of the first gearbox supports the swashplate of the second gearbox and the crowns CB2372 - Your ref: C.CARUSO Cable toothed teeth of this swashplate are engaged with two other toothed rings connected one to the output element of the first gearbox and the other to the output element of the second gearbox. Advantageously, for each swashplate, two engaged toothed crowns have the same number of teeth while the other two engaged toothed crowns have different numbers of teeth, for example one unit. According to one embodiment of the invention, the output elements are circular groove pulleys receiving a brake cable.
Dans une variante de l'invention, les éléments de sortie comportent des ergots qui s'écartent l'un de l'autre lors de la rotation du réducteur et qui agissent sur des leviers actionnant des patins de frein à tambour. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue extérieure en perspective d'un actionneur selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe de cet actionneur ; - la figure 3 est une vue en coupe d'un actionneur selon une variante ; 20 - la figure 4 est une vue extérieure en perspective de certains éléments de l'actionneur de la figure 3. Les figures 1 et 2 représentent un actionneur 1 comprenant un moteur électrique 2 portant sur son arbre une poulie motrice liée en rotation par une courroie 4 à une poulie réceptrice 6 de grand diamètre formant l'élément 25 d'entrée d'un réducteur de vitesse. Cet ensemble courroie et poulies forme un premier étage de réduction, dans lequel le nombre de dents de la poulie motrice est par exemple de 10 alors que celui de la poulie réceptrice est de 60, ce qui donne une réduction de 6. Deux éléments de sortie 8, 12 disposés axialement de part et d'autre de 30 l'élément d'entrée 6 et alignés, sont constitués par deux poulies à gorge circulaire recevant un câble 10, 14 dont une extrémité est fixée sur l'élément CB2372 - Votre ref : C.CARUSO Cable puller de sortie 8, 12 et dont l'autre extrémité actionne un frein de roue. Par rotation simultanée dans un même sens de ces éléments de sortie, les câbles sont enroulés dans les gorges et sont tendus avec une force F. La poulie réceptrice 6 est creuse et comporte deux alésages de grand diamètre légèrement inclinés par rapport à l'axe, par exemple d'environ 10 degrés, recevant chacun un palier 20, 30 supportant un plateau 22, 32. Ces plateaux sont accolés et fixés l'un à l'autre. La rotation de la poulie 6 entraînée par le moteur électrique 2 provoque une oscillation ou nutation des plateaux 22, 32 qui forment un ensemble libre en rotation. In a variant of the invention, the output elements comprise lugs which deviate from one another during the rotation of the gearbox and which act on levers actuating drum brake pads. The invention will be better understood and other features and advantages will appear more clearly on reading the following description given by way of example with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is an external perspective view of an actuator according to the invention; FIG. 2 is a sectional view of this actuator; - Figure 3 is a sectional view of an actuator according to a variant; FIG. 4 is an external perspective view of certain elements of the actuator of FIG. 3. FIGS. 1 and 2 show an actuator 1 comprising an electric motor 2 carrying on its shaft a driving pulley connected in rotation by a belt. 4 to a large diameter receiving pulley 6 forming the input member of a speed reducer. This set of belt and pulleys forms a first stage of reduction, in which the number of teeth of the driving pulley is for example 10 while that of the receiving pulley is 60, which gives a reduction of 6. Two output elements 8, 12 disposed axially on either side of the input element 6 and aligned, are constituted by two circular groove pulleys receiving a cable 10, 14 whose one end is fixed on the element CB2372 - Your ref : C.CARUSO Cable puller output 8, 12 and whose other end actuates a wheel brake. By simultaneous rotation in one direction of these output elements, the cables are wound in the grooves and are tensioned with a force F. The receiving pulley 6 is hollow and has two large diameter bores slightly inclined with respect to the axis, for example about 10 degrees, each receiving a bearing 20, 30 supporting a plate 22, 32. These trays are contiguous and fixed to one another. The rotation of the pulley 6 driven by the electric motor 2 causes oscillation or nutation trays 22, 32 which form a free assembly in rotation.
L'élément de sortie supérieur 8 comporte un arbre central qui traverse de part en part un arbre creux de l'élément de sortie inférieur 12, et des paliers radiaux 40, 42 sont interposés entre les arbres pour leur guidage relatif. Par ailleurs, deux paliers 26, 36 situés à la périphérie extérieure des éléments de sortie 8, 12 assurent un guidage radial et axial de la poulie 6 placée entre ces éléments. Une rondelle de fermeture 44 est fixée à l'extrémité de l'arbre de l'élément de sortie supérieur 8, à l'extérieur de l'élément de sortie inférieur 12 et maintient axialement l'ensemble par l'intermédiaire d'une rondelle à élasticité axiale 46 et d'une butée à billes 48 qui est en appui sur l'élément de sortie inférieur 12. De cette manière, l'empilage des pièces situées entre les deux éléments de sortie 8, 12 est maintenu axialement avec une précontrainte donnée par la rondelle élastique 46. La rondelle de fermeture 44 comporte de plus une partie centrale formant un palier, et un palier 50 du même type est disposé axialement à l'opposé du réducteur sur l'élément de sortie 8 pour assurer le maintien et le guidage en rotation du réducteur sur un support non représenté fixé sur le châssis du véhicule, qui reprend les différents efforts de réaction quand les câbles 10 et 14 sont tendus. The upper outlet member 8 comprises a central shaft which passes right through a hollow shaft of the lower outlet member 12, and radial bearings 40, 42 are interposed between the shafts for their relative guidance. Furthermore, two bearings 26, 36 located at the outer periphery of the output elements 8, 12 provide radial and axial guidance of the pulley 6 placed between these elements. A closure washer 44 is fixed to the end of the shaft of the upper outlet member 8, outside the lower outlet member 12 and axially holds the assembly via a washer. with axial elasticity 46 and a thrust bearing 48 which is supported on the lower output element 12. In this way, the stack of parts located between the two output elements 8, 12 is held axially with a prestressing given by the spring washer 46. The closure washer 44 further comprises a central part forming a bearing, and a bearing 50 of the same type is arranged axially opposite the gearbox on the output member 8 to maintain and the rotation guide of the gear on a not shown support fixed on the vehicle frame, which takes the different reaction forces when the cables 10 and 14 are stretched.
Chaque plateau 22, 32 comporte sur sa face tournée vers l'extérieur une couronne de dents orientées axialement, qui vient en prise avec une CB2372 - Votre ref : C.CARUSO Cable puller autre couronne dentée disposée sur l'élément de sortie 8, 12 situé en vis-à-vis. En raison de l'inclinaison des plateaux 22, 32 par rapport à l'axe, ce sont seulement les dents situées en un point de rapprochement 24, 34 d'un couple de couronnes qui s'engrènent l'une dans l'autre. Each plate 22, 32 comprises on its outwardly facing face a ring of axially oriented teeth, which engages with a CB2372 - Your ref: C.CARUSO Cable puller other ring gear arranged on the output element 8, 12 located vis-à-vis. Due to the inclination of the plates 22, 32 with respect to the axis, it is only the teeth located at a point of approach 24, 34 of a pair of rings that mesh with one another.
Les nombres de dents des couronnes en prise sont légèrement différents. Dans un exemple, ils sont de 70 et 70 pour les deux couronnes supérieures en prise, et de 71 et 70 pour les deux couronnes inférieures. Le fonctionnement du réducteur est le suivant : une rotation de la poulie réceptrice 6 sur un tour entraîne une oscillation des plateaux 22, 32, et le point de contact des dents 24, 34 des couronnes dentées en prise se déplace sur un tour. Pour l'élément supérieur 8, les deux couronnes ayant un nombre de dents identique, le système revient au point de départ sans changement. Pour l'élément inférieur 12, les deux couronnes ayant des nombres de dents différant d'une unité, le système tourne d'une fraction de tour égale à 1/70, et cette rotation réalise un enroulement du câble 14 dans la gorge de la poulie 12. Comme le moteur électrique commande une rotation relative des deux éléments de sortie 8, 12 à la manière d'un différentiel, l'angle de rotation ainsi imposé se répartit librement sur chacun des éléments de sortie de sorte que les tensions F sur les câbles s'équilibrent. Toutefois, une légère différence des couples exercés sur les éléments de sortie 8, 12 se produit du fait qu'il y a une dent d'écart sur un des couples de couronnes par rapport à l'autre. Cette différence peut se compenser en réalisant pour les diamètres des gorges d'enroulement des câbles 10, 14, une différence du même ordre de manière à ramener au même niveau les efforts de traction sur les câbles. On notera que l'équilibrage des forces de traction est réalisé de manière mécanique et est maintenu en permanence, ce qui permet d'appliquer un même effort de serrage aux freins des deux roues d'un même essieu. The numbers of teeth of the engaged crowns are slightly different. In one example, they are 70 and 70 for the two upper crowns in engagement, and 71 and 70 for the two lower crowns. The operation of the reducer is as follows: a rotation of the receiving pulley 6 on one turn causes the trays 22, 32 to oscillate, and the contact point of the teeth 24, 34 of the engaged ring gear moves on one turn. For the upper element 8, the two crowns having an identical number of teeth, the system returns to the starting point without change. For the lower element 12, the two crowns having teeth numbers differing by one unit, the system rotates by a fraction of a turn equal to 1/70, and this rotation makes a winding of the cable 14 in the groove of the pulley 12. As the electric motor controls a relative rotation of the two output elements 8, 12 in the manner of a differential, the rotation angle thus imposed is distributed freely on each of the output elements so that the voltages F on the cables are balanced. However, a slight difference in the torques exerted on the output members 8, 12 occurs because there is a gap tooth on one of the pairs of rings relative to the other. This difference can be compensated by producing for the diameters of the winding grooves of the cables 10, 14, a difference of the same order so as to reduce the traction forces on the cables to the same level. It will be noted that the balancing of the traction forces is mechanically performed and is maintained permanently, which makes it possible to apply the same tightening force to the brakes of the two wheels of the same axle.
Le maintien des freins en position serrée est réalisé simplement par arrêt de l'alimentation électrique du moteur. Si nécessaire, un dispositif CB2372 - Votre ref : C.CARUSO Cable putier complémentaire de blocage peut être ajouté sur le réducteur qui peut comprendre par exemple une roue-libre commandée permettant la rotation d'un arbre dans le sens du freinage et bloquant son retour en arrière, ce retour s'effectuant pour relâcher les freins par une action sur une commande de la roue-libre. L'actionneur 1 réalise de manière compacte une forte réduction de vitesse, qui est dans ce cas de 6 puis de 70 soit un total de 420, avec un bon rendement en raison du faible nombre de pièces en service. Les figures 3 et 4 représentent un actionneur 60 selon une variante de réalisation, comportant deux étages de réduction montés en série. Le corps de l'actionneur forme un carter contenant l'ensemble du mécanisme et comporte, empilés axialement et liés entre eux successivement, un corps supérieur cylindrique 62, un plateau intermédiaire 64 et un corps inférieur cylindrique 66 formant un premier élément de sortie. Maintaining the brakes in the tight position is achieved simply by stopping the power supply of the engine. If necessary, a device CB2372 - Your ref: C.CARUSO Complementary cable jammer can be added to the gearbox which can include for example a freewheel controlled allowing the rotation of a shaft in the direction of braking and blocking its return back, this return being made to release the brakes by an action on a control of the freewheel. The actuator 1 compactly achieves a sharp reduction in speed, which in this case is 6 and then 70, ie a total of 420, with a good efficiency due to the small number of parts in use. Figures 3 and 4 show an actuator 60 according to an alternative embodiment, having two reduction stages connected in series. The body of the actuator forms a housing containing the entire mechanism and comprises, stacked axially and interconnected successively, a cylindrical upper body 62, an intermediate plate 64 and a cylindrical lower body 66 forming a first output element.
Ce dernier corps contient le deuxième élément de sortie 68 qui est guidé en rotation par un palier 70, les deux éléments de sortie ayant des faces planes transversales inférieures se trouvant dans un même plan. L'élément d'entrée entraîné par un moteur non représenté est un moyeu 80 supportant suivant un axe légèrement incliné un premier plateau 82, par l'intermédiaire d'un palier 84 permettant une libre rotation. Ce premier plateau 82 comporte sur ses deux faces une couronne dentée : la première couronne sur la face supérieure est en prise avec une couronne dentée correspondante 86 du corps supérieur cylindrique 62, la deuxième couronne est en prise avec une couronne correspondante 90 liée à une pièce d'entraînement intermédiaire 88. La pièce d'entraînement intermédiaire 88 supporte suivant un axe légèrement incliné un deuxième plateau 92 par l'intermédiaire d'un palier 94 permettant une libre rotation, ce plateau 92 comportant lui aussi deux couronnes dentées. La première couronne sur la face supérieure est en prise avec une couronne correspondante 96 du plateau intermédiaire 64 liée au CB2372 - Votre ref : C.CARUSO Cable poiler premier élément de sortie 66, la deuxième couronne est en prise avec une couronne correspondante 98 liée au deuxième élément de sortie 68. Le deuxième élément de sortie 68 possède un arbre central permettant le guidage des différents composants et qui porte dans sa partie supérieure un palier 100 de guidage en rotation du moyeu d'entrée 80, et dans une partie intermédiaire un palier 104 de guidage en rotation de la pièce d'entraînement intermédiaire 88. Par ailleurs, cette pièce intermédiaire est guidée dans une zone radialement extérieure par un palier 102 qui est porté par le corps supérieur 62. This latter body contains the second output element 68 which is guided in rotation by a bearing 70, the two output elements having lower transverse planar faces being in the same plane. The input element driven by a motor not shown is a hub 80 supporting a first inclined plate 82 in a slightly inclined axis, via a bearing 84 allowing free rotation. This first plate 82 has on both faces a ring gear: the first ring on the upper face is engaged with a corresponding ring gear 86 of the cylindrical upper body 62, the second ring is engaged with a corresponding ring 90 connected to a workpiece Intermediate drive 88. The intermediate drive part 88 supports on a slightly inclined axis a second plate 92 by means of a bearing 94 allowing free rotation, this plate 92 also having two toothed rings. The first ring on the upper face is engaged with a corresponding ring 96 of the intermediate plate 64 connected to the CB2372 - Your ref: C.CARUSO Cable poiler first output element 66, the second ring is engaged with a corresponding ring 98 connected to the second output element 68. The second output element 68 has a central shaft for guiding the various components and which carries in its upper part a bearing 100 for guiding rotation of the inlet hub 80, and in an intermediate part a bearing 104 for guiding rotation of the intermediate drive part 88. Furthermore, this intermediate part is guided in a radially outer zone by a bearing 102 which is carried by the upper body 62.
Chaque élément de sortie 66, 68 comporte en saillie sur sa face transversale inférieure un ergot d'entraînement respectivement 114, 116. Deux bras 110, 112 placés symétriquement dans un plan perpendiculaire à l'axe du réducteur comportent un perçage permettant un pivot autour d'un axe commun 118 et s'appuient à une extrémité sur les ergots 114, 116 à l'extérieur de ceux-ci. A leur autre extrémité, les bras comportent des bossages 120, 122 exerçant une action sur des éléments de freinage, par exemple directement sur des segments de frein à tambour. Le fonctionnement du réducteur 60 est le suivant : la rotation de l'élément d'entrée 80 entraîne une oscillation du premier plateau 82 et des couronnes dentées qu'il porte. Comme pour le réducteur des figures 1 et 2, la différence du nombre de dents de deux couronnes en prise a pour conséquence que la pièce d'entraînement intermédiaire est entraînée avec une première réduction de vitesse. Cette pièce intermédiaire par sa rotation génère à son tour une oscillation du deuxième plateau 92. De même, en raison de la différence du nombre de dents de deux couronnes en prise, l'élément de sortie 68 est entraîné avec une deuxième réduction de vitesse. Au total, on a réalisé de manière compacte deux réductions successives avec un rapport de réduction total très élevé, par exemple de 30 l'ordre de 2800. CB2372 - Votre ref : C.CARUSO Cable puller A partir d'un moteur électrique à faible couple, on réalise un lent écartement des ergots de sortie 114, 116 qui poussent sur les faces d'appui des leviers 110, 112 et on exerce une force élevée sur les bossages 120, 122 avec une course de quelques millimètres, ce qui convient bien par 5 exemple pour l'écartement des patins d'un frein à tambour. CB2372 - Votre ref : C.CARUSO Cable putter Each output element 66, 68 has a projecting lug 114, 116 projecting on its lower transverse face, respectively. Two arms 110, 112 placed symmetrically in a plane perpendicular to the axis of the gearbox comprise a bore allowing a pivot around a common axis 118 and bear at one end on the lugs 114, 116 on the outside thereof. At their other end, the arms comprise bosses 120, 122 exerting an action on braking elements, for example directly on drum brake shoes. The operation of the gearbox 60 is as follows: the rotation of the input element 80 causes oscillation of the first plate 82 and toothed crowns that it carries. As for the reducer of Figures 1 and 2, the difference in the number of teeth of two rings in engagement has the consequence that the intermediate drive part is driven with a first speed reduction. This rotating intermediate part in turn generates an oscillation of the second plate 92. Likewise, because of the difference in the number of teeth of two engaged crowns, the output element 68 is driven with a second reduction in speed. In total, two successive reductions with a very high total reduction ratio, for example of the order of 2800, have been compacted. CB2372 - Your ref: C.CARUSO Cable puller From a low electric motor torque, a slow spacing of the output pins 114, 116 which grow on the bearing surfaces of the levers 110, 112 and exerts a high force on the bosses 120, 122 with a stroke of a few millimeters, which is well suited for example for spacing the pads of a drum brake. CB2372 - Your ref: C.CARUSO Cable putter
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2008
- 2008-01-25 FR FR0800416A patent/FR2926860B1/en not_active Expired - Fee Related
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