FR3016013A1 - Actionneur de frein a tambour avec motorisation par emboitement a jeu angulaire - Google Patents

Abstract

L'invention se rapporte à un dispositif d'écartement de segments d'un frein à tambour, comprenant un actionneur (2) fixé à un plateau (10) et entraîné mécaniquement par une motorisation rotative (5). Selon l'invention, cet écarteur 2 comprend un ensemble moteur (5) assemblé de façon solidaire avec un boîtier (21, 23) d'actionneur qui est monté de façon solidaire sur ledit plateau (10). Cet ensemble moteur (5) comprend une forme d'entraînement (558) qui est liée en rotation par emboîtement ou emmanchement avec une forme d'entraînement (411) d'un élément mécanique d'entrée (41) de l'actionneur (2) pour l'entraîner en rotation autour de l'axe de motorisation (A5). Selon l'invention, ces formes d'entraînement (558, 411) présentent des géométries choisies pour autoriser un débattement angulaire entre elles au cours de l'entraînement, par exemple des géométries mâle et femelle de type multi-lobulaire, notamment hexalobulaire ou pentalobulaire. L'invention se rapporte aussi à un frein à tambour comprenant un tel écarteur, par exemple en mode duo servo au sein d'un frein "drum in hat", ou comme actionneur de stationnement en duo servo au sein d'un frein bimode muni d'un actionneur de service hydraulique fonctionnant en mode simplex.

Description

- 1 - « Actionneur de frein à tambour avec motorisation par emboîtement à jeu angulaire » L'invention se rapporte à un dispositif d'écartement de segments d'un frein à tambour, comprenant un actionneur fixé à un plateau et entraîné mécaniquement par une motorisation rotative. Selon l'invention, cet écarteur 2 comprend un ensemble moteur assemblé de façon solidaire avec un boîtier d'actionneur qui est monté de façon solidaire sur ledit plateau. Cet ensemble moteur comprend une forme d'entraînement qui est liée en rotation par emboîtement ou emmanchement avec une forme d'entraînement d'un élément mécanique d'entrée de l'actionneur pour l'entraîner en rotation autour de l'axe de motorisation. Selon l'invention, ces formes d'entraînement présentent des géométries choisies pour autoriser un débattement angulaire entre elles au cours de l'entraînement, par exemple des géométries mâle et femelle de type multi-lobulaire, notamment hexalobulaire ou pentalobulaire. L'invention se rapporte aussi à un frein à tambour comprenant un tel écarteur, par exemple en mode duo servo au sein d'un frein "drum in hat", ou comme actionneur de stationnement en duo servo au sein d'un frein bi- mode muni d'un actionneur de service hydraulique fonctionnant en mode simplex. Etat de la technique Dans la plupart des automobiles actuelles, le freinage est assuré par 25 des freins à tambour ou des freins à disque, et souvent les deux avec des freins à disque à l'avant et des freins à tambour à l'arrière. Les freins à tambour sont typiquement utilisés dans les véhicules automobiles afin de réaliser trois types de freinage : - le freinage de service, qui consiste à ralentir et/ou immobiliser le 30 véhicule, typiquement par l'intermédiaire d'une pédale de freinage ; - le freinage de stationnement, qui permet d'immobiliser le véhicule à l'arrêt et de le maintenir immobilisé de façon continue pendant de longues durées, typiquement en actionnant un levier à main ou d'un bouton de commande ; - 2 - - le freinage de secours, qui consiste à ralentir et/ou immobiliser le véhicule en cas de défaillance du freinage de service, et qui est typiquement assuré par le même dispositif que le freinage de stationnement.

Un frein à tambour typique comprend un tambour coaxial avec la roue, monté solidaire de la roue, et dont une jupe porte une piste intérieure de frottement. Cette jupe coiffe un mécanisme monté sur un plateau support, qui est coaxial avec l'axe du moyeu de la roue et est solidaire du demi-train portant le moyeu. Ce mécanisme comprend deux segments en arcs de cercle montés face à face autour de l'axe de rotation du tambour. Sur leur surface extérieure, des garnitures de frottement viennent appuyer sur la piste du tambour lorsqu'ils sont écartés vers l'extérieur. Pour obtenir le freinage, ces segments sont écartés par un actionneur qui appuie sur l'une de leurs extrémités pour mettre les garnitures en en appui contre la piste de frottement. Depuis longtemps, un tel actionneur est le plus souvent réalisé par un "cylindre de roue" fixé au plateau et formé par un vérin hydraulique, souvent à deux pistons opposés. Lorsque le frein de stationnement est commandé de façon automatisée, par exemple par un bouton ou commandée par un contrôleur électronique, il est souvent intéressant de pouvoir commander l'actionneur de frein de façon motorisée. Ainsi, il est connu d'activer électriquement les segments de freinage d'un frein à tambour. Ainsi, le document US 8 011 482 décrit un mécanisme dans lequel les segments de freinage sont écartés par une came actionnée par une biellette, elle-même déplacée en translation longitudinale par un système vis-écrou qui est actionné en rotation par un engrenage lui-même actionné en rotation par un moteur électrique. Le document EP 2 195 219 propose un système de frein de stationnement dans lequel les segments de frein sont écartés l'un par rapport à l'autre par un élément fileté déplacé en translation par l'intermédiaire d'une roue dentée entraînée par une vis sans fin entraînée directement par un moteur électrique. Cependant, les actionneurs présentent encore des inconvénients ou des besoins d'amélioration, par exemple concernant dans l'encombrement - 3 - et le poids des moteurs et des actionneurs, qui font parties des éléments non suspendus et doivent être disposés proches du moyeu de la roue. En particulier, les moteurs électriques présentent souvent une masse importante, qui augmente avec la puissance exigée. Leur vitesse de rotation élevée, en tout cas pour les moteurs les plus économiques et dans le contexte de très basse tension d'un véhicule, nécessite en outre une réduction de vitesse importante pour obtenir la force d'actionnement nécessaire. Ainsi, il est intéressant de réaliser des actionneurs présentant des caractéristiques différentes, notamment celles des dimensions et de leur forme. Un but de la présente invention est de proposer un actionneur de frein à tambour qui soit motorisé, qui présente de bonnes performances en matières d'encombrement et/ou de masse non suspendue, mais aussi de performances de charge de freinage et/ou de vitesse de mise en appui, tout en montrant des caractéristiques suffisantes de fiabilité et d'économie. Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif économique, et offrant un nombre de pièces réduit, une facilité et une économie de fabrication et/ou d'assemblage et/ou de maintenance, tout en conservant tout ou partie des avantages du mode simplex, duplex et duo servo. L'invention recherche aussi à permettre une variété et une facilité d'adaptation de ce dispositif dans un véhicule et une souplesse d'intégration dans un processus de montage d'un tel véhicule.

Exposé de l'invention Selon un premier aspect de l'invention, le dispositif d'écartement de segments, ou écarteur, comprend un actionneur entraîné mécaniquement par une motorisation rotative autour d'un axe d'entraînement. Cet écarteur est monté au sein d'un frein à tambour 1 de façon à pouvoir écarter une extrémité d'un ou plusieurs segments de freinage montés sur un plateau mobile en rotation par rapport à un tambour, et mettre en appui ledit segment contre une piste de frottement portée par une surface intérieure du tambour. - 4 - Le dispositif d'écartement comprend un ensemble moteur assemblé de façon solidaire avec un boîtier de l'actionneur, qui renferme tout ou partie dudit actionneur. Ce boîtier comprend un boîtier secondaire qui reçoit l'ensemble moteur, et est assemblé avec un boîtier principal prévu pour être monté de façon solidaire sur le plateau. Selon l'invention, cet ensemble moteur comprend une forme d'entraînement qui est liée par emboîtement ou emmanchement selon cet axe de motorisation avec une forme d'entraînement portée par un élément mécanique d'entrée dudit actionneur, et coopère avec elle par interaction de contact entre lesdites formes pour entraîner ledit élément mécanique d'entrée en rotation autour de l'axe de motorisation . En outre, selon l'invention, ces formes d'entraînement présentent des géométries choisies pour autoriser un débattement angulaire entre elles au cours de l'entraînement.

Il est ainsi possible d'obtenir un entraînement qui supporte les éventuelles flexions subies par cette liaison tout en limitant l'usure ou la détérioration ou la perte de rendement. De préférence, l'ensemble moteur présente une forme allongée autour de l'axe de motorisation, et est fixé au boîtier d'actionneur par des moyens de fixation répartis de part et dudit axe et disposés exclusivement du côté de son extrémité portant sa forme d'entraînement. Une telle position peut former un porte-à-faux qui permet, bien que pouvant augmenter la flexion subie par la liaison d'entraînement, de limiter l'espace occupé par l'ensemble moteur, de le rendre plus facile à libérer au stade de la conception, et/ou à monter lors de la fabrication. Avantageusement, les formes d'entraînement présentent des géométries mâle et femelle de type multi-lobulaire, notamment hexalobulaire ou pentalobulaire. Ce type de forme est défini mathématiquement, et est utilisé pour réaliser des empreintes de manoeuvre femelles sur des têtes de vis, et des embouts de manoeuvre pour serrer ou desserrer ces vis. Différentes versions sont vendues en particulier par la société Textron sous la marque "Torx". - 5 - Pour réaliser un entraînement en rotation entre un arbre et un alésage, ce type de forme est moins stable que des formes droites comme des cannelures, impose plus d'effort de contact en des points localisés et produit plus d'usure. Cependant, l'invention propose d'utiliser ce type de formes afin d'autoriser librement un certain jeu angulaire dans le cadre d'un tel actionneur, et ainsi limiter les dégradations supplémentaires d'usure et de rendement. Avantageusement, l'actionneur appuie sur l'extrémité des segments de freinage par un ensemble d'actionnement linéaire incluant un système vis-écrou dont un élément d'entrée est entraîné en rotation par l'ensemble moteur. Cet entraînement est réalisé par l'intermédiaire d'un sous ensemble de transmission formé par un ou plusieurs engrenages entre des éléments mécaniques à axes tous parallèles entre eux, ainsi qu'à à la direction d'actionnement et à la direction de motorisation.

De préférence, le sous-ensemble de transmission est réalisé par une pluralité de roues dentées à contacts extérieurs engrenant ensemble, qui sont pré-assemblées au sein d'une carcasse qui les maintient en position radialement relativement les unes aux autres. Selon d'autres particularités de l'invention, qui sont prévues pour être combinées entre elles : l'ensemble moteur comprend au moins un moteur électrique qui entraîne un mécanisme de réduction de vitesse dont un élément de sortie porte la forme d'entraînement dudit ensemble moteur, notamment un réducteur à trains épicycloïdaux coaxiaux au moteur et à l'arbre de sortie. l'actionneur appuie sur l'extrémité des un ou plusieurs segments de freinage selon une direction d'actionnement linéaire et constante, qui est parallèle à l'axe de motorisation. Selon un deuxième aspect de l'invention, en particulier conforme avec le premier aspect, l'invention propose un frein à tambour pour véhicule ou sous ensemble de véhicule, notamment routier, dans lequel est monté le dispositif d'écartement de segments selon l'invention en tant qu'actionneur monté de façon à produire l'écartement des segments - 6 - Selon particularité du deuxième aspect, l'invention propose un tel frein à tambour dans lequel cet écarteur forme un deuxième actionneur apte à assurer une deuxième fonction de freinage, notamment de frein de stationnement ou de secours, selon un mode de type duo servo, au sein d'un frein à tambour assurant une première fonction de freinage, notamment de service, sous l'effet d'un premier actionneur produisant un fonctionnement de type "simplex". Dans ce frein, ce deuxième actionneur écarte l'une de l'autre les extrémités de butée des segments, tandis que leurs extrémités mobiles sont en appui l'une sur l'autre par l'intermédiaire d'un élément intercalaire mobile vis-à-vis du plateau, et que lesdites extrémités de butée sont susceptibles, l'une seule à la fois, de venir en appui contre un élément d'ancrage fixe par rapport au plateau. Ce point d'ancrage est notamment le boîtier principal, qui est lui-même solidaire du plateau.

Selon une autre particularité du deuxième aspect, l'invention propose un dispositif composite du type appelé "drum in hat". Ce dispositif comprend un frein à tambour muni d'un écarteur selon l'invention en tant qu'unique actionneur. Son tambour est solidaire de, et coaxial avec, le disque d'un frein à disque, qui est commandé en tant que frein de service.

Le frein à tambour est commandé en tant que frein de stationnement, et est de préférence agencé pour fonctionner en mode duo servo. Selon encore un autre aspect, en particulier conforme avec les précédents, l'invention propose un procédé d'assemblage d'un dispositif d'écartement ou d'un frein selon l'invention. Des modes de réalisation variés de l'invention sont prévus, intégrant selon l'ensemble de leurs combinaisons possibles les différentes caractéristiques optionnelles exposées ici.

Liste des figures D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée d'un mode de mise en oeuvre nullement limitatif, et des dessins annexés sur lesquels : - 7 - la FIGURE 1 est une vue en perspective éclatée illustrant l'assemblage d'un motoréducteur et d'un actionneur, dans un exemple de mode de réalisation d'un dispositif d'écartement selon l'invention ; la FIGURE 2 est une vue en perspective en écorché et transparence partiels, représentant le dispositif d'écartement de la FIGURE 1 ; la FIGURE 3 est une vue partielle en perspective représentant l'insertion du motoréducteur dans le logement de motorisation de l'actionneur du dispositif d'écartement de la FIGURE 1 ; la FIGURE 4 est une vue en perspective en transparence partielle, représentant dispositif d'écartement de la FIGURE 1 monté sur le plateau la FIGURE 5 est une vue en perspective illustrant le montage dispositif d'écartement de la FIGURE 1 sur le plateau d'un frein à tambour ; la FIGURE 6 est une vue en perspective éclatée du motoréducteur du dispositif d'écartement de la FIGURE 1, dans une version à moteur électrique et réducteur par double train épicycloïdal ; la FIGURE 7 est une vue partielle en coupe du motoréducteur une fois en place assemblé avec l'actionneur ; - la FIGURE 8 est une vue en perspective éclatée illustrant l'assemblage de l'actionneur de la FIGURE 1 ; - la FIGURE 9 est une vue en perspective transparente représentant le sous ensemble de transmission de l'actionneur de la FIGURE 8 ; la FIGURE 10 est une vue en perspective représentant un mécanisme de frein à tambour bi-mode utilisant le dispositif d'écartement de la FIGURE 1 pour réaliser un actionneur de frein de stationnement en mode duo servo, en plus d'un actionneur hydraulique de frein de service fonctionnant en mode simplex, représenté sans le tambour ; la FIGURE 11 est une vue schématique partielle du frein de la FIGURE 10, dans l'axe de rotation du tambour, illustrant l'action du dispositif d'écartement de la FIGURE 1 lorsqu'il est activé sur un véhicule à l'arrêt ; la FIGURE 12 est une vue schématique du frein de la FIGURE 10, dans l'axe de rotation du tambour, illustrant le fonctionnement du frein en - 8 - mode duo servo lorsqu'il est en position de freinage de stationnement activé et supporte un couple de freinage. Description d'un exemple de mode de réalisation Le mode de réalisation ici décrit correspond à un dispositif d'écartement selon l'invention, ou écarteur, qui est mis en oeuvre en tant qu'actionneur de frein de stationnement et de secours fonctionnant en mode duo servo, au sein d'un frein à tambour bi-mode fonctionnant en mode simplex avec un actionneur hydraulique, et illustré en FIGURE 10, FIGURE 11 et FIGURE 12. Il est à noter que toutes les caractéristiques de l'écarteur 2, présenté ici comme deuxième actionneur au sein d'un frein à tambour 1 bi-mode, peuvent aussi être mises en oeuvre dans un actionneur similaire voire identique pour réaliser d'autres types de frein à tambour. En particulier, il est ici proposé explicitement de l'utiliser pour réaliser un frein à tambour fonctionnement uniquement en mode duo-servo. Par rapport au dispositif présenté ici, il peut suffire pour cela de supprimer le premier actionneur 11. Un tel frein monomode duo-servo est par exemple proposé sous une forme intégrée dans la cloche d'un disque de frein, qui forme alors un tambour portant une piste de frottement sur sa surface intérieure coaxialement au disque de frein, en une architecture parfois appelée "Drum In Hat". Mécanisme du frein bi-mode La FIGURE 10 représente un mécanisme de frein à tambour "bi- mode" dans un exemple de mode de réalisation de l'invention. Ce mode de réalisation peut être mis en oeuvre avec différents types d'actionneurs pour le mode de frein de service, et différents type de motorisation pour l'actionneur de frein de stationnement ou de secours. Les FIGURE 11 et FIGURE 12 représentent ce mécanisme dans 30 différentes positions de son fonctionnement en mode duo servo, en tant que frein de stationnement ou de secours. Mode frein de service Ce frein à tambour 1 provoque un couple de freinage entre le tambour (non représenté ici) et le plateau 10 en mouvement de rotation - 9 - l'un par rapport à l'autre autour d'un axe de rotation Al. Dans un véhicule routier classique, le plateau 10 est fixé en rotation sur le châssis du véhicule, en général par l'intermédiaire d'un train ou d'un demi-train roulant suspendu. Le tambour est solidaire de la roue, et est fixé en translation et guidé en rotation autour de l'axe Al par le moyeu et ses roulements, non représentés ici. En mode frein de service, le couple de freinage est créé par absorption d'énergie sous l'effet d'un frottement entre : - d'une part, la piste de frottement portée par une surface intérieure dudit tambour, de façon similaire au tambour de la FIGURE 1, - et d'autre part des garnitures de frottement 123, 133 portées respectivement par un premier et un deuxième segments 12, 13. Ce frottement est susceptible d'être obtenu par écartement des segments vers l'extérieur sous l'effet d'un premier actionneur 11, ici un vérin hydraulique qui peut être fixé au plateau 10. Depuis la position de repos ou depuis la position de freinage de stationnement, ce premier actionneur 11 amène ainsi le mécanisme en position de freinage de service, et le retour à la position de repos est réalisé par exemple par des ressorts de rappel reliant entre eux les deux segments, comme illustré en FIGURE 2.

Dans cet exemple, le frein à tambour est agencé pour fonctionner en mode simplex lorsqu'il est actionné en tant que frein de service : le premier actionneur 11 est un "cylindre de roue" à deux pistons 111, 112 opposés, qui actionnent chacun l'un des segments 12, 13 en écartant l'une de l'autre leurs deux extrémités en vis-à-vis 121, 131, c'est-à-dire celles situées d'un même côté de l'axe de rotation Al, ici appelées "extrémités mobiles" et situées en haut de la figure. A son extrémité opposée 122, 132, dite extrémité de butée, chaque segment transmet le couple de freinage au plateau 10 par un élément d'ancrage solidaire du plateau, et formant ainsi une butée pour ce segment. Dans cet exemple, l'élément d'ancrage des deux segments est réalisé par un boîtier 21 du deuxième actionneur 2, ici appelé écarteur, par lequel celui-ci est solidaire du plateau 10. Cette fixation solidaire du boîtier 21 sur le plateau 10 est illustrée symboliquement en FIGURE 11 et FIGURE 12 par le symbole de la terre, en bas et au milieu des figures. - 10 - Mode frein de stationnement ou de secours En mode frein de stationnement ou de secours, comme illustré en FIGURE 11, cet écarteur 2 comprend un ensemble d'actionnement 3 qui appuie sur les extrémités de butée 122, 132 des segments 12, 13 pour les écarter l'une de l'autre, et mettre ainsi les segments en appui contre la piste de frottement du tambour 15. Depuis la position de repos, ou depuis la position de freinage de service, ce deuxième actionneur 2 amène ainsi le mécanisme en position de freinage de stationnement, et le retour à la position de repos est réalisé par 10 exemple par les mêmes ressorts de rappel. Dans le présent exemple, cet ensemble d'actionnement linéaire 3 inclut un premier piston 33 et un deuxième 32 piston qui sont déplacés l'un par rapport à l'autre en un mouvement linéaire, selon une direction D2 tangentielle autour de l'axe de rotation Al. Comme indiqué par les deux 15 flèches de la FIGURE 11, ce déplacement appuie ces deux pistons respectivement sur les deux extrémités de butée 122, 132 du premier segment 12 et du deuxième segment 13. Comme illustré en FIGURE 12, dès que qu'un couple de rotation C5, dans un sens ou dans l'autre est appliqué sur le tambour 15 par rapport au 20 plateau 10, l'appui des segments contre le tambour tend à entraîner les segments 12, 13 en rotation dans le sens de ce couple. Par exemple, dans le cas d'un couple C5 dans le sens horaire comme illustré en FIGURE 12, ce "premier" segment 12 reçoit par frottement un couple C52 ce la part du tambour 15. Par son extrémité opposée, c'est-à-dire son extrémité 25 "mobile" 121, ce premier segment 12 prend appui sur un élément intercalaire 14 par une articulation 142, par exemple une liaison pivot ou toute autre coopération de formes comme des encoches engagées entre elles. Sous l'appui du premier segment 12, l'élément intercalaire 14 transmet ainsi un appui C23 à l'extrémité mobile 131 du deuxième 30 segment 13, de façon sensiblement tangentielle autour de l'axe de rotation Al. Sous l'appui de l'élément intercalaire 14, le deuxième segment 13 prend appui sur la piste du tambour 15, et reçoit lui aussi par frottement un couple C53 de la part du tambour. Par son extrémité opposée, c'est-à-dire - 11 - l'extrémité "de butée" 132, ce deuxième segment transmet C30 l'ensemble des couples reçus au piston 32, qui les transmet par un épaulement 329 au boîtier principal 21, qui les transmet au plateau. Par rapport au boîtier 21 de l'écarteur 2, l'ensemble d'actionnement 3 est monté libre en translation tangentielle autour de l'axe de rotation Al, sur une course limitée par ces épaulements 339, 329 de chaque côté de sa position centrale, ici dans une direction D22 selon la flèche blanche vers la gauche et jusqu'à la position de butée illustrée sur la figure. Ainsi, en mode de frein de stationnement ou de secours, l'activation du deuxième actionneur 2 fait fonctionner ce même ensemble de frein 1 sur le mode "duo servo", qui fournit un effort d'appui contre le tambour beaucoup plus important que le mode simplex du frein de service, pour un même effort d'actionnement des segments.

Structure de l'actionneur de frein de stationnement et de secours La structure et le fonctionnement du deuxième actionneur 2, ici appelé aussi écarteur, vont maintenant être décrit plus en détail en référence aux FIGURE 1 à FIGURE 9. Ensemble motoréducteur Dans ce mode de réalisation, l'écarteur 2, est entraîné par un ensemble moteur 5 comprenant un moteur électrique 52, par exemple un moteur à courant continu de forme extérieure cylindrique. Ce moteur est renfermé dans un boîtier 51 de forme globalement cylindrique, sur lequel est assemblé de façon étanche un couvercle arrière 54, qui est traversé de façon étanche par les fils électriques 529 d'alimentation et/ou de commande du moteur. Avantageusement, le boîtier 51 est prévu avec un logement intérieur cylindrique d'un diamètre suffisamment grand pour pouvoir accueillir des moteurs de plusieurs diamètres différents. Pour bien positionner et maintenir le moteur dans le boîtier, quel que soit le diamètre du moteur, celui-ci est emboîté dans une enveloppe cylindrique 53 dont l'épaisseur représente la différence entre le rayon du moteur 52 et celui du logement intérieur du boîtier 51. L'enveloppe cylindrique de calage 53, ou le couvercle 54 s'il la remplace, est en outre réalisée d'une matière qui forme un écran - 12 - contre les perturbations électromagnétiques et/ou qui réalise un diffuseur thermique pour la chaleur produite par le moteur, et de préférence les deux. Du côté de l'arbre du moteur, le boîtier 51 comporte une ouverture de sortie 510 cylindrique renfermant un sous-ensemble d'engrenages de réduction, qui est entrainé en entrée par le moteur et entraîne en sortie l'arbre de sortie 557 de l'ensemble motoréducteur. L'arbre du moteur entraîne deux trains épicycloïdaux en série, chacun entraîné par un planétaire d'entrée 551, 554 qui entraîne des satellites 552, 555 engrenant sur une couronne commune 559 et montés sur un porte satellites de sortie 553, 555. Le deuxième porte-satellites 555 est solidaire de l'arbre de sortie 557 qui porte la forme d'entraînement 558 du motoréducteur 5 ainsi formé. La couronne 559 commune aux deux trains présente une unique denture 559 continue pour les deux trains épicycloïdaux, de préférence à denture hélicoïdale corrigée, et qui est taillée ou moulée directement dans la matière du boîtier 51 de motoréducteur. Liaison entre le motoréducteur et l'actionneur Le motoréducteur 5 porte sur son arbre de sortie 557 une forme d'entraînement 558 qui est liée par emboîtement ou emmanchement selon cet axe de motorisation avec une forme d'entraînement 411 portée par un élément mécanique d'entrée 41 de l'actionneur 2, ici la roue dentée 41. Ces deux formes d'entraînement coopèrent ensemble par interaction de contact pour entraîner l'élément mécanique d'entrée 41 en rotation autour de l'axe de motorisation A5. La géométrie de ces deux formes d'entraînement complémentaires 558 et 411 sont avantageusement choisies d'un type qui permet entre elles un certain jeu angulaire avec peu ou pas de dommages et de pertes de rendement de dans la puissance transmise.

Cette géométrie est ici de type multi-lobulaire, par exemple à six branches ou hexalobulaire tel que défini par la norme ISO 10664, ou dans une version à cinq branches, ou l'une ou l'autre des versions proposées sous le nom de "Torx" par la société Textron. - 13 - Comme illustré plus particulièrement en FIGURE 7, dans ce mode de réalisation, l'arbre de sortie 557 du motoréducteur 5 avec sa forme hexalobulaire mâle 558 est insérée dans la forme hexalobulaire femelle 411 de l'alésage axial 410 de la roue dentée d'entrée 41 de la cartouche de transmission 4. Ensemble de transmission Dans ce mode de réalisation, la rotation du motoréducteur 5 est transmise au système vis-écrou 31, 32 d'un ensemble d'actionnement linéaire 3, par un engrenage de transmission 4 comprenant trois roues dentées à denture hélicoïdale corrigée 41, 42, 43 à axes parallèles. Celles-ci sont engrenées entre elles et montées pour transmettre le mouvement rotatif de cette motorisation à l'un des éléments du système vis-écrou. Les axes de ces roues dentées sont aussi parallèles à l'axe A5 du moteur 52 et à la direction D2 du mouvement linéaire obtenu, et aussi à 15 l'axe de rotation de la motorisation, c'est-à-dire de l'ensemble motoréducteur S. Le sous-ensemble de transmission 4 forme un sous-ensemble pré-assemblé, dit cartouche d'engrenages, comprenant une carcasse qui supporte les roues dentées 41, 42, 43 et les maintient dans leur position de 20 fonctionnement, indépendamment de leur environnement extérieur. Ce sous-ensemble pré-assemblé au sein du dispositif simplifie les étapes d'assemblage et de maintenance. Il permet aussi de garantir plus facilement et plus précisément une valeur optimale pour le positionnement relatif des roues dentées, en particulier les entraxes entre elles, ce qui 25 participe grandement à l'obtention d'un rendement optimal de transmission. Cette carcasse comprend deux plaques 48, 49 parallèles et identiques, par exemple métalliques, maintenues entre elles par des pièces de liaison 471, 472, 473 formant entretoises. Les roues dentées sont maintenues entre les plaques et leur arbres sont positionnés dans des 30 ouvertures ménagées dans les plaques et servant de paliers. Ainsi qu'on le voit en FIGURE 8, le boîtier principal 21 de l'écarteur 2 est muni d'un logement de transmission 22 s'ouvrant du côté du plateau 10, et qui reçoit une partie du sous-ensemble de transmission 4 incluant la roue de sortie 43. Ce logement 22 intersecte le logement 217 formé par un - 14 - alésage traversant le boîtier principal et recevant l'ensemble d'actionnement linéaire 3. Le boîtier secondaire 23 de l'écarteur est assemblé avec le premier boîtier de façon à renfermer de façon étanche la cartouche d'engrenage 4 dans son propre logement de transmission 24, lequel reçoit ainsi la roue d'entrée 41 de l'engrenage. Une fois la cartouche 4 en place dans le boîtier principal 21, sa roue de sortie 43 est en place dans le logement de l'ensemble d'actionnement, dont les éléments 31, 32, 33 peuvent alors y être insérés. Le boîtier secondaire 23 est aussi muni d'un logement 25 qui reçoit l'arbre de sortie 557 de l'ensemble motoréducteur 5, et sur lequel son boîtier 51 vient s'assembler de façon étanche. Une fois la cartouche 4 en place dans le logement 24 du boîtier secondaire, sa roue d'entrée 41 est en place dans ce logement 25 de motoréducteur, et l'arbre de sortie 557 du motoréducteur 5 peut alors y être inséré.

L'ensemble d'actionnement 3 est monté dans le boîtier principal 21 de l'écarteur 2, qui est fixé sur le plateau 10 et sert d'ancrage. Avec ce boîtier principal est assemblé un boîtier secondaire 23, de façon à renfermer entre eux de façon étanche (au moins à la poussière) le sous-ensemble de transmission 4.

La roue de sortie 43 de la cartouche 4 entraîne l'écrou 31 du système vis-écrou par un alésage axial 430 portant une forme intérieure 431, ici des cannelures, entourant l'écrou 31 et coopérant avec sa forme extérieure 331. La forme intérieure 431 de la roue de sortie 43 et la forme extérieure 331 de l'écrou 31 forment ensemble une liaison glissière libre en translation, et leurs géométries respectives sont déterminées pour autoriser un coulissement axial, selon la direction d'actionnement D2, d'une longueur suffisante pour permettre à l'ensemble d'actionnement de coulisser complètement jusqu'à venir en butée d'un côté 329 ou de l'autre 339 selon le sens du couple de freinage ou de maintien à transmettre, comme illustré en FIGURE 12. L'ensemble d'actionnement linéaire 3 comprend un premier élément fileté, ici l'écrou 31, et un deuxième élément fileté, ici un vis 32 formant un piston, portant un épaulement de butée 329 et appuyant sur l'extrémité de butée 132 de l'un des segments 13. Ce système vis-écrou produit le - 15 - mouvement linéaire sous l'effet d'une rotation de ce premier élément par rapport à ce deuxième élément. Il transforme le couple reçu par l'un 31 de ses éléments en une force axiale sur l'autre 32 de ses éléments. Dans ce mode de réalisation, l'angle de filetage de ce système vi- écrou est choisi pour que la transmission d'effort obtenue soit irréversible, en choisissant un angle de filetage qui est inférieur à l'angle de friction du couple de matériaux employé pour réaliser ces deux éléments. Ce choix d'un système vis-écrou, combiné avec le choix d'un tel angle de filetage, produit ainsi une irréversibilité qui fournit la fonction de blocage en position de freinage de stationnement. C'est-à-dire qu'un effort reçu par les pistons 32, 33 depuis les segments 13, 12 est bloqué par le non-glissement entre les deux éléments du système vis-écrou. Il n'est ainsi pas transmis jusqu'à la motorisation, rendant ainsi inutile de bloquer le moteur ou de le maintenir en charge.

L'écrou 31 appuie sur l'extrémité de butée 122 de l'autre segment 12 par l'intermédiaire d'un élément élastique 31, qui porte l'autre épaulement de butée 339. Cet élément élastique est ainsi susceptible d'emmagasiner par compression une quantité d'énergie mécanique dans l'ensemble d'actionnement 3 lors d'une activation de l'écarteur.

Il est ainsi possible de maintenir les segments en appui suffisant au cours de changements de configurations, par exemple lorsque le frein passe directement d'une position de freinage de service au freinage de stationnement, ou lors de variations des conditions extérieures pouvant générer des variations dimensionnelles au sein du mécanisme. Cet élément élastique permet ainsi de limiter et le plus souvent d'éviter tout besoin de réactivation automatique du système en cours de stationnement, aussi appelé "re-clamping", qui peut être consommateur d'énergie et sujet à des dysfonctionnements pouvant être lourds de conséquences.

Comme illustré en FIGURE 5, l'assemblage du dispositif d'écartement comprend les étapes suivantes : - mise en place de l'actionneur 2 dans une ouverture 10 traversante portée par le plateau 10 de façon à engager au travers de ladite ouverture au - 16 - moins la partie 23 de son boîtier 21, 23 devant recevoir l'ensemble moteur 5 ; - assemblage de l'ensemble moteur 5 avec le boîtier 23 dudit actionneur par emboîtement ou emmanchement l'une dans l'autre de leurs formes d'entraînement respectives 558, 411. Plus particulièrement, comme illustré en FIGURE 7, l'étape de mise en place de l'actionneur 2 comprend une opération d'assemblage d'un premier boîtier 21 avec un deuxième boîtier 23 de l'actionneur 2 de façon à renfermer le sous ensemble de transmission 4 : - dans un logement de transmission 22 du premier boîtier qui intersecte avec un logement 217 destiné à recevoir l'ensemble d'actionnement 3, dans une région destinée à recevoir une forme d'entraînement 431 portée par un élément mécanique de sortie 43 dudit sous ensemble de transmission, et - dans un logement de transmission 24 du deuxième boîtier 23 qui intersecte avec un logement de moteur 25 du deuxième boîtier 23, dans une région destinée à recevoir une forme d'entraînement 411 portée par un élément mécanique d'entrée 41 dudit sous ensemble de transmission. L'un des premier et deuxième boîtier, ici le boîtier principal 21, est fixé de façon solidaire avec le plateau 10, après assemblage de l'actionneur 2 et avant ou après la fixation du motoréducteur 5. La fixation sur le plateau est faite par serrage du boîtier principal 21 sur la surface du plateau, par exemple sous l'effet d'un rivetage entre des ouvertures de fixation 219 du boîtier principal et des ouvertures traversantes 109 du plateau, situées autour de l'ouverture 100 de fixation de l'actionneur 2. Comme illustré en FIGURE 4 et FIGURE 10, l'ensemble moteur 5 est ainsi disposé du côté opposé au boîtier principal 21 par rapport au plateau 10. En particulier, il est disposé longitudinalement dans une direction sensiblement perpendiculaire voire tangentielle par rapport à l'axe de rotation Al du plateau support 10. Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. - 17 - Nomenclature 1 frein à tambour 10 plateau support 100 ouverture de fixation de point d'appui 109 ouvertures de fixation sur le plateau 12, 13 segments 121, 131 extrémités mobiles des segments 122, 132 extrémités de butée des segments 123, 133 garnitures de frottement 14 élément intercalaire - biellette de rattrapage de jeu 142, 143 articulations d'élément intercalaire tambour de roue 16 piste de frottement du tambour 15 11 premier actionneur - cylindre de roue - frein de service 111 pistons de cylindre de roue 2 deuxième actionneur - écarteur - frein de stationnement 21 boîtier principal d'écarteur 214 évidement accueillant une patte de fixation du boîtier secondaire 217 logement recevant l'ensemble d'actionnement 218 linguets de fixation de boîtier principal 219 orifices de fixation de boîtier principal 22 logement de la cartouche dans le boîtier principal 23 boîtier secondaire d'écarteur 231 vis de fixation du boîtier secondaire sur le boîtier principal 232 pattes de fixation du boîtier secondaire 233 vis de fixation du motoréducteur avec le boîtier secondaire24 logement de la cartouche dans le boîtier secondaire 25 logement de motoréducteur dans le boîtier secondaire 255 collet d'entrée du logement de motoréducteur dans le boîtier secondaire 3 ensemble d'actionnement linéaire 31 écrou cannelé de système vis-écrou 311 filetage d'écrou cannelé - 18 - 312 cannelures externes de l'écrou 32 vis de système vis-écrou, formant piston 321 filetage de vis-piston 322 rainure de vis-piston 329 épaulement d'appui de la vis-piston - transmission du couple de freinage 33 piston élastique linéaire - "spring package" 331 élément élastique - empilement de rondelles Belleville 332 tête de piston élastique, dont la jupe est sertie derrière le fond de piston 333 fond de piston élastique 339 épaulement d'appui du piston élastique - transmission du couple de freinage 4 sous-ensemble de transmission - cartouche d'engrenages 41 1° roue dentée - roue d'entrée 410 alésage axial de roue d'entrée 411 forme intérieure d'entraînement de la roue d'entrée (hexalobulaire) 419, 439 arbres de 10 et 3° roues dentées 42 2° roue dentée - roue intermédiaire 43 3° roue dentée - roue de sortie 430 alésage axial de roue de sortie 431 cannelures intérieures de roue de sortie 471, 472 entretoises 473 arbre de 2° roue dentée - faisant entretoise 48, 49 plaques de maintien 5 ensemble motoréducteur 51 boîtier de motoréducteur 510 ouverture de sortie cylindrique - logement de train épicycloïdal 511 ouverture d'entrée cylindrique - logement de moteur 52 moteur électrique 529 alimentation électrique du moteur 53 enveloppe cylindrique de calage - formant écran électromagnétique et diffuseur thermique 54 couvercle arrière de moteur - 19 - 55 mécanisme de réduction épicycloïdal 55A premier train épicycloïdal 551 pignon planétaire de 10 train épicycloïdal - pignon d'entrée 552 pignons satellites de 10 train épicycloïdal 553 porte satellites de 10 train épicycloïdal 55B deuxième train épicycloïdal 554 pignon planétaire de 2° train épicycloïdal 555 pignons satellites de 2° train épicycloïdal 556 porte satellites de 2° train épicycloïdal 557 arbre de sortie 558 forme extérieure d'entraînement de l'arbre de sortie (hexalobulaire) 559 couronne des trains épicycloïdaux 561 flasque de guidage et étanchéité d'entrée 562 flasque de guidage et étanchéité de sortie 563 circlips de fixation de flasque de sortie

Claims (17)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif d'écartement de segments d'un frein à tambour pour véhicule, notamment routier, comprenant un actionneur (2) fixé à un plateau (10) et entraîné mécaniquement par une motorisation rotative autour d'un axe d'entraînement (A5), de façon à écarter une extrémité (122, 132) d'un ou plusieurs segments de freinage (12, 13) montés sur un plateau (10) mobile en rotation par rapport à un tambour (15) et mettre en appui ledit segment contre une piste de frottement (16) portée par une surface intérieure du tambour, ledit dispositif d'écartement étant caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble moteur (5) assemblé de façon solidaire avec un boîtier (21, 23) qui renferme tout ou partie dudit actionneur (2) et qui est monté de façon solidaire sur ledit plateau (10) ; en ce que ledit ensemble moteur (5) comprend une forme d'entraînement (558) qui est liée par emboîtement ou emmanchement selon ledit axe de motorisation avec une forme d'entraînement (411) portée par un élément mécanique d'entrée (41) dudit actionneur (2), et coopère avec elle par interaction de contact entre lesdites formes (558, 411) pour entraîner ledit élément mécanique d'entrée en rotation autour de l'axe de motorisation (A5) ; et en ce que lesdites formes d'entraînement (558, 411) présentent des géométries choisies pour autoriser un débattement angulaire entre elles au cours de l'entraînement.
2. 2. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les formes d'entraînement (558, 411) présentent des géométries mâle et femelle de type multi-lobulaire, notamment hexalobulaire ou pentalobulaire.
3. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble moteur (5) présente une forme allongée autour de l'axe de motorisation (A5), et est fixé au boîtier (23) d'actionneur par des moyens de fixation (233) répartis de part et dudit axe (A5) et disposés exclusivement du côté de son extrémité portant sa forme- 21 - d'entraînement (558).
4. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'actionneur (2) appuie sur l'extrémité (122, 132) des un ou plusieurs segments de freinage (12, 13) selon une direction d'actionnement (D2) linéaire et constante, qui est parallèle à l'axe de motorisation.
5. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble moteur (5) comprend au moins un moteur électrique (52) qui entraîne un mécanisme de réduction de vitesse (55A, 55B, 559) dont un élément de sortie (556) porte la forme d'entraînement (558) dudit ensemble moteur (5).
6. 6. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le mécanisme de réduction comprend un ou plusieurs trains épicycloïdaux (55A, 55B) coaxiaux avec l'axe de motorisation (A5) et avec l'axe de rotation du moteur (A5).
7. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'actionneur (2) appuie sur l'extrémité (122, 132) des un ou plusieurs segments de freinage (12, 13) par un ensemble d'actionnement (3) linéaire incluant un système vis-écrou dont un élément d'entrée (31) est entraîné en rotation par l'ensemble moteur (5) par l'intermédiaire d'un sous ensemble de transmission (4) formé par un ou plusieurs engrenages entre des éléments mécaniques (41, 42, 43) à axes tous parallèles entre eux et à la direction d'actionnement (D2) et à la direction de motorisation (A5), et notamment des éléments mécaniques (41, 42, 43) qui sont tous à contacts extérieurs comme par exemple des roues dentées.
8. 8. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le sous-ensemble de transmission (4) est réalisé par une pluralité de roues dentées (41, 42, 43) engrenant ensemble, qui sont pré-assemblées au sein- 22 - d'une carcasse (48, 49) qui les maintient en position radialement relativement les unes aux autres.
9. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 8, caractérisé en ce qu'une roue dentée d'entrée (41) du sous ensemble de transmission (4) comporte un alésage axial (410) dont la surface intérieure porte une forme d'entraînement (411) femelle qui est entraînée par une forme d'entraînement (558) mâle portée par un arbre de sortie de l'ensemble moteur (5).
10. 10. Frein à tambour pour véhicule ou sous ensemble de véhicule, notamment routier, comprenant des segments (12, 13) munis de garnitures de frottement (123, 133) susceptibles d'être écartés l'un de l'autre pour interagir par frottement avec un tambour (15) pour réaliser une fonction de freinage, caractérisé en ce que ledit dispositif comprend un actionneur (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, qui est agencé pour produire ledit écartement (D2) des segments.
11. 11. Frein à tambour selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'actionneur (2) forme un deuxième actionneur apte à assurer une deuxième fonction de freinage, notamment de frein de stationnement ou de secours, au sein d'un frein à tambour (1) assurant une première fonction de freinage, notamment de service (11), sous l'effet d'un premier actionneur (11) agencé pour écarter l'une de l'autre des premières extrémités (121, 131) des deux segments (12, 13), dites extrémités mobiles, tandis que leurs secondes extrémités (122, 132) situées du côté opposé, dites extrémités de butée, viennent en butée sur un élément d'ancrage (21) fixe par rapport au plateau (10) ; et en ce que ledit deuxième actionneur (2) est agencé pour écarter l'une de l'autre les extrémités de butée (122, 132) des segments, tandis que leurs extrémités mobiles (121, 131) sont en appui l'une sur l'autre par l'intermédiaire d'un élément intercalaire (14) mobile vis-à-vis du plateau (10), et que lesdites extrémités de butée sont susceptibles, l'une seule à la- 23 - fois, de venir en appui contre un élément d'ancrage (21) fixe par rapport au plateau (10).
12. 12. Dispositif de frein pour véhicule ou sous ensemble de véhicule, notamment routier, comprenant un disque de frein interagissant avec des plaquettes de frein pour réaliser une première fonction de freinage, notamment de frein de service, ledit dispositif comprenant en outre un dispositif de frein à tambour selon la revendication 10 agencé pour assurer une deuxième fonction de 10 freinage, notamment de frein de stationnement et/ou de secours, et en ce que son tambour est solidaire de, et coaxial avec, ledit disque de frein.
13. 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que l'ensemble moteur (5) est disposé est disposé du côté 15 opposé au boîtier principal (21) par rapport au plateau (10).
14. 14. Véhicule ou sous-ensemble de véhicule comprenant un élément actionneur (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 ou un frein selon l'une quelconque des revendications 10 à 13. 20
15. 15. Procédé d'assemblage d'un dispositif d'écartement selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 ou d'un frein selon l'une quelconque des revendications 10 à 14, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : 25 - mise en place de l'actionneur (2) dans une ouverture (10) traversante portée par le plateau (10) de façon à engager au travers de ladite ouverture au moins la partie (23) de son boîtier (21, 23) devant recevoir l'ensemble moteur (5) ; - assemblage de l'ensemble moteur (5) avec le boîtier (23) dudit 30 actionneur par emboîtement ou emmanchement l'une dans l'autre de leurs formes d'entraînement respectives (558, 411).
16. 16. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il porte sur un dispositif d'écartement selon l'une quelconque des- 24 - revendications 7 à 9, et en ce que l'étape de mise en place de l'actionneur (2) comprend une opération d'assemblage d'un premier boîtier (21) avec un deuxième boîtier (23) de l'actionneur (2) de façon à renfermer le sous ensemble de transmission (4) : - dans un logement de transmission (22) du premier boîtier qui intersecte avec un logement (217) destiné à recevoir l'ensemble d'actionnement (3), dans une région destinée à recevoir une forme d'entraînement (431) portée par un élément mécanique de sortie (43) dudit sous ensemble de transmission, et - dans un logement de transmission (24) du deuxième boîtier (23) qui intersecte avec un logement de moteur (25) du deuxième boîtier (23), dans une région destinée à recevoir une forme d'entraînement (411) portée par un élément mécanique d'entrée (41) dudit sous ensemble de transmission.
17. 17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 16, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de fixation de l'un des premier et deuxième boîtier, dit boîtier principal (21), de façon solidaire avec le plateau (10). (notamment par serrage sous l'effet d'un rivetage entre des ouvertures de fixation (219) dudit boîtier principal et des ouvertures traversantes (109) du plateau.