FR3074757A1 - BRAKE MOTOR WITH EPICYCLOID TRAINS - Google Patents
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Abstract
Le motoréducteur de freinage (10) qui comprend au moins deux trains épicycloïdaux (11a, 11b) formant des étages de réduction montés en série.The braking geared motor (10) which comprises at least two planetary gear trains (11a, 11b) forming reduction stages connected in series.
Description
L’invention concerne les motoréducteurs de freinage de véhicule.The invention relates to vehicle braking geared motors.
Un tel dispositif est généralement utilisé dans le domaine de l'automobile pour réaliser des freins, par exemple des freins de parking automatiques.Such a device is generally used in the automotive field to produce brakes, for example automatic parking brakes.
Un frein à commande électrique comporte en général un moteur électrique engagé dans un réducteur actionnant le mouvement d’un ou plusieurs pistons. Ces pistons déplacent des plaquettes de freinage par rapport à un étrier vers un disque de frein. C’est la pression exercée par ces organes de freinage sur le disque qui entraîne l’effet de freinage. Le moteur électrique tournant bien trop vite pour actionner directement le piston, un réducteur, situé entre l’arbre moteur et l’arbre actionnant le piston, est nécessaire. Celui-ci permet à l’arbre actionnant le piston d’avoir la vitesse de rotation adéquate à la bonne marche du frein. Le réducteur comprend en général plusieurs roues dentées situées dans plusieurs plans, qui transmettent les efforts mécaniques depuis le moteur vers le piston.An electrically operated brake generally comprises an electric motor engaged in a reduction gear actuating the movement of one or more pistons. These pistons move brake pads relative to a caliper to a brake disc. It is the pressure exerted by these braking members on the disc that causes the braking effect. Since the electric motor is rotating far too fast to directly actuate the piston, a reduction gear, located between the motor shaft and the shaft actuating the piston, is necessary. This allows the shaft actuating the piston to have the correct rotation speed for the correct operation of the brake. The reduction unit generally comprises several toothed wheels located in several planes, which transmit the mechanical forces from the motor to the piston.
On souhaite en général obtenir le rapport de réduction voulu pour un encombrement raisonnable. De plus, on souhaite un réducteur capable de transmettre des couples élevés afin de transmettre un effort suffisant aux plaquettes pour assurer le freinage voulu. Par ailleurs, un réducteur pouvant supporter des couples plus importants aura une durée de vie plus longue.It is generally desired to obtain the desired reduction ratio for a reasonable size. In addition, a reduction gear capable of transmitting high torques is desired in order to transmit sufficient force to the pads to ensure the desired braking. In addition, a reducer capable of supporting greater torques will have a longer service life.
Pour cela, il est connu de prévoir dans l’étage de réduction du motoréducteur un train épicycloïdal. Cela permet d'obtenir un bon rapport de réduction pour un faible encombrement. De plus, un tel train permet de transmettre un couple plus élevé qu’un train d'engrenages simple. Il aura donc une durée de vie plus longue qu'une solution avec un train d'engrenages simple.For this, it is known to provide in the reduction stage of the gearmotor a planetary gear. This provides a good reduction ratio for a small footprint. In addition, such a train can transmit a higher torque than a single gear train. It will therefore have a longer service life than a solution with a single gear train.
Ce type de solution est tout à fait satisfaisante et équipe de nombreux motoréducteurs de freinage. Par contre, le rapport de réduction obtenu par un tel dispositif peut être insuffisant suivant l’application désirée.This type of solution is entirely satisfactory and is fitted to many braking gearmotors. On the other hand, the reduction ratio obtained by such a device may be insufficient depending on the desired application.
Un but de l’invention est de fournir un rapport de réduction plus important au sein de l’étage de réduction du motoréducteur sans augmenter significativement son encombrement.An object of the invention is to provide a greater reduction ratio within the reduction stage of the gearmotor without significantly increasing its size.
A cet effet, on prévoit selon l’invention un motoréducteur de freinage qui comprend au moins deux trains épicycloïdaux formant des étages de réduction montés en série.To this end, a braking geared motor is provided according to the invention which comprises at least two planetary gear trains forming reduction stages mounted in series.
Ainsi, le rapport de réduction fourni par les étages de réduction est significativement augmenté, par comparaison avec un motoréducteur comprenant un simple train épicycloïdal, comme c’est le cas dans le dispositif de l’art antérieur. En effet, lorsqu’on monte en série deux étages de réduction, les rapports de réduction de chaque étage se multiplient. De plus, l’encombrement est accru de manière raisonnable, ce qui est avantageux pour la conception du motoréducteur dans son ensemble. On peut donc, grâce à ce dispositif, transmettre un couple plus grand dans un environnement réduit.Thus, the reduction ratio provided by the reduction stages is significantly increased, compared with a geared motor comprising a simple planetary gear train, as is the case in the device of the prior art. In fact, when two reduction stages are connected in series, the reduction ratios for each stage multiply. In addition, the size is increased in a reasonable manner, which is advantageous for the design of the gear motor as a whole. It is therefore possible, thanks to this device, to transmit a greater torque in a reduced environment.
Avantageusement, chaque train épicycloïdal comporte un arbre d'entrée ayant unAdvantageously, each planetary train comprises an input shaft having a
-2axe d'entrée et un arbre de sortie ayant un axe de sortie et les axes d'entrée et de sortie de tous les trains sont confondus.-2 input axis and an output shaft having an output axis and the input and output axes of all trains are combined.
De cette façon, le dispositif présente une compacité optimisée, et il n’est pas nécessaire de placer de nouveaux éléments de transmission pour effectuer la liaison entre deux trains épicycloïdaux consécutifs.In this way, the device has an optimized compactness, and it is not necessary to place new transmission elements to make the connection between two consecutive epicyclic trains.
Avantageusement, chaque train comporte un ou plusieurs satellites, et au moins un des trains possède un nombre de satellites différent de celui du ou des autres trains.Advantageously, each train comprises one or more satellites, and at least one of the trains has a different number of satellites from that of the other train (s).
Avantageusement toujours, un des trains présente un plus grand nombre de satellites que le train en amont de celui-ci, en référence à une transmission de mouvement allant d’un arbre d’entrée vers un arbre de sortie du motoréducteur.Still advantageously, one of the trains has a greater number of satellites than the train upstream thereof, with reference to a transmission of movement going from an input shaft to an output shaft of the geared motor.
Ainsi, celui-ci peut supporter des efforts mécaniques plus importants car ils se trouvent répartis dans un plus grand nombre de satellites.Thus, it can withstand greater mechanical forces because they are distributed in a larger number of satellites.
Préférentiellement, le porte-satellites de l’un des trains et un planétaire de l’autre train ou d’un autre des trains sont formés de la même pièce.Preferably, the planet carrier of one of the trains and a sun gear of the other train or of another of the trains are formed from the same part.
Préférentiellement toujours, le moteur, qui débouche sur un pignon moteur, n’est pas directement relié à l’un des trains. On peut prévoir par exemple au moins une roue dentée intermédiaire qui assure cette liaison.Preferably still, the engine, which leads to a drive pinion, is not directly connected to one of the trains. It is possible, for example, to provide at least one intermediate toothed wheel which provides this connection.
Avantageusement, chaque train comporte une couronne qui est fixe en rotation par rapport à celle(s) du ou des autres trains.Advantageously, each train comprises a crown which is fixed in rotation relative to that (s) of the other train (s).
Avantageusement, les couronnes des trains forment un même logement.Advantageously, the crowns of the trains form the same housing.
Ces couronnes pourront par exemple être d’une seule pièce, par exemple réalisée par moulage.These crowns may for example be in one piece, for example produced by molding.
Cette disposition permet de diminuer l’encombrement du dispositif. De plus, il s’ensuit un nombre réduit de pièces qui permet de faciliter l’assemblage du motoréducteur et de réduire son poids.This arrangement makes it possible to reduce the size of the device. In addition, this results in a reduced number of parts which makes it easier to assemble the gearmotor and reduce its weight.
Avantageusement, chaque train comporte une couronne et la couronne d'un des trains a un nombre de dents différent de celui de la couronne du ou des autres trains.Advantageously, each train has a crown and the crown of one of the trains has a different number of teeth than that of the crown of the other train (s).
Avantageusement, la couronne d’un des trains possède moins de dents que celle du train en amont de celui-ci, en référence à une transmission d’un mouvement allant d’un arbre d’entrée vers un arbre de sortie du motoréducteur.Advantageously, the crown of one of the trains has fewer teeth than that of the train upstream thereof, with reference to a transmission of a movement going from an input shaft to an output shaft of the geared motor.
Avantageusement, le réducteur compte au moins trois trains épicycloïdaux.Advantageously, the reduction gear has at least three planetary gears.
motoréducteur tel que décrit précédemment.gearmotor as described above.
Ce dispositif peut servir dans un véhicule pour réaliser un frein de parking, un frein de secours ou bien même ces deux fonctions en même temps.This device can be used in a vehicle to perform a parking brake, a backup brake or even these two functions at the same time.
Nous allons maintenant présenter un mode de réalisation de l’invention donné à titreWe will now present an embodiment of the invention given as
- 3d’exemple non limitatif et à l’appui des figures annexées sur lesquelles :- 3d non-limiting example and with the support of the appended figures in which:
- la figure 1 est une vue en plan d’un motoréducteur de freinage utilisant deux trains épicycloïdaux selon l’invention. Les éléments mobiles du train inférieur ne sont pas visibles sur cette vue.- Figure 1 is a plan view of a braking gear motor using two planetary gear trains according to the invention. The moving parts of the lower axle are not visible in this view.
- la figure 2 est une vue en perspective du seul boîtier du même motoréducteur. Les éléments mobiles ne sont donc pas présents sur cette vue ; et- Figure 2 is a perspective view of the single housing of the same geared motor. The mobile elements are therefore not present in this view; and
- la figure 3 est une vue schématique en section selon le plan lll-lll du motoréducteur de freinage de la figure 1.- Figure 3 is a schematic sectional view along the plane III-III of the braking gearmotor of Figure 1.
Dans cette partie, le terme «amont» fait référence au premier train 11a ou à ses éléments par référence à une transmission du mouvement allant de la roue d’entrée vers l’arbre de sortie du réducteur, et le terme « aval » fait référence au deuxième train 11b et à ses éléments par rapport à la même transmission.In this part, the term “upstream” refers to the first train 11a or its elements by reference to a transmission of the movement going from the input wheel to the output shaft of the reduction gear, and the term “downstream” refers the second train 11b and its elements with respect to the same transmission.
On a illustré aux figures 1 et 2 un motoréducteur de freinage utilisant deux trains épicycloïdaux 11a, 11b selon l’invention.FIGS. 1 and 2 illustrate a braking gear motor using two planetary gear trains 11a, 11b according to the invention.
Le motoréducteur 10 est destiné à un frein de véhicule. Il comprend un boîtier ou carter 19 formant un logement dans lequel sont définies deux couronnes 17, 18 de trains épicycloïdaux. Le boîtier fait office de bâti pour le dispositif. La couronne placée en amont 17 possède ici plus de dents 20 que celle placée en aval 18.The geared motor 10 is intended for a vehicle brake. It comprises a housing or casing 19 forming a housing in which two rings 17, 18 of planetary gears are defined. The housing acts as a frame for the device. The crown placed upstream 17 here has more teeth 20 than that placed downstream 18.
Le moteur 24 s’insère dans un compartiment prévu à cet effet à une extrémité du logement 19, qui a une forme générale de poire.The motor 24 is inserted in a compartment provided for this purpose at one end of the housing 19, which has a general pear shape.
Les deux trains épicycloïdaux 11a, 11b comprennent chacun un planétaire 21, des satellites 16 et un porte-satellites 25.The two planetary gear trains 11a, 11b each comprise a sun gear 21, satellites 16 and a planet carrier 25.
Comme illustré notamment à la figure 3, le moteur 24 porte sur son arbre moteur un pignon moteur 22, lui-même en prise directe avec une roue supérieure d’un engrenage double 23, dont la roue inférieure est en prise directe avec une roue supérieure d’un engrenage double dont la roue inférieure forme le planétaire 21 du train amont 11a.As illustrated in particular in FIG. 3, the motor 24 carries on its motor shaft a motor pinion 22, itself in direct engagement with an upper wheel of a double gear 23, the lower wheel of which is in direct engagement with an upper wheel a double gear whose lower wheel forms the sun gear 21 of the upstream train 11a.
Le planétaire 21 de chaque train 11a, 11b définit un arbre d’entrée 13 ayant un axe d’entrée 12 de l’étage de réduction correspondant. Il est monté mobile en rotation par rapport au boîtier 19 autour de l’axe d’entrée 12.The sun gear 21 of each train 11a, 11b defines an input shaft 13 having an input axis 12 of the corresponding reduction stage. It is mounted movable in rotation relative to the housing 19 around the input axis 12.
Le porte-satellites 25 de chaque train 11a, 11b définit un arbre de sortie 15 ayant un axe de sortie 14 de l’étage de réduction correspondant. Il est monté mobile en rotation par rapport au boîtier 19 autour de l’axe de sortie 14.The planet carrier 25 of each train 11a, 11b defines an output shaft 15 having an output axis 14 of the corresponding reduction stage. It is mounted movable in rotation relative to the housing 19 around the outlet axis 14.
Le train amont 11a comporte par exemple trois satellites 16 qui sont chacun montés mobiles en rotation par rapport à son porte-satellites 25 autour d’un axe 26.The upstream train 11a comprises for example three satellites 16 which are each mounted mobile in rotation relative to its planet carrier 25 about an axis 26.
Le train aval 11b comporte par exemple quatre satellites 16 qui sont montés mobiles en rotation par rapport au porte-satellites 25 autour d’un axe de rotation 28.The downstream train 11b comprises for example four satellites 16 which are mounted mobile in rotation relative to the planet carrier 25 about an axis of rotation 28.
Dans ce dispositif, les deux couronnes 17, 18 sont concentriques. Ainsi l’axe de sortie 14 du train amont est confondu avec l’axe d’entrée 13 du train aval et plus généralement les axes d’entrée et de sortie des trains sont confondus pour former unIn this device, the two rings 17, 18 are concentric. Thus the output axis 14 of the upstream train is merged with the input axis 13 of the downstream train and more generally the input and output axes of the trains are merged to form a
-4axe unique.- single axis.
Lors de son utilisation, un utilisateur du véhicule enclenche la commande de frein. Un signal électrique est envoyé via un système électrique qui met le moteur 24 en rotation. Il entraîne en rotation le pignon moteur 22 qui engrène avec la roue supérieure de l’engrenage double 23, dont la roue inférieure engrène avec le planétaire 21 du premier train 11a.When in use, a user of the vehicle engages the brake control. An electrical signal is sent via an electrical system which sets the motor 24 in rotation. It rotates the drive pinion 22 which meshes with the upper wheel of the double gear 23, the lower wheel of which meshes with the sun gear 21 of the first train 11a.
Comme dans tout train épicycloïdal, le planétaire 21 engrène avec les satellites 16 qui sont eux-mêmes en prise directe avec la couronne amont 17. Ces satellites 16 sont insérés au sein du porte-satellites 25 qui fait office d’arbre de sortie 15 du train 11a.As in any planetary gear train, the sun gear 21 meshes with the satellites 16 which are themselves in direct contact with the upstream ring 17. These satellites 16 are inserted within the planet carrier 25 which acts as the output shaft 15 of the train 11a.
C’est ce porte-satellites 25 qui fait office de planétaire pour le train épicycloïdal aval 11b, donc d’arbre d’entrée de celui-ci, qui fonctionne de la même façon que le train amont.It is this planet carrier 25 which acts as a sun gear for the downstream planetary gear train 11b, therefore its input shaft, which functions in the same way as the upstream train.
Le porte-satellites 25 du train aval 11b fait office d’arbre de sortie pour le motoréducteur de freinage 10.The planet carrier 25 of the downstream train 11b acts as an output shaft for the braking geared motor 10.
Cet arbre va par exemple entraîner le mouvement linéaire d’un ou plusieurs pistons qui vont actionner le serrage des plaquettes sur le disque de freinage.This shaft will for example cause the linear movement of one or more pistons which will actuate the tightening of the pads on the brake disc.
On peut prévoir que les différents éléments du motoréducteur sont réalisés avec toutes sortes de matériaux. Plus particulièrement, les éléments tournants des différents trains sont réalisés en une matière dont la résistance est choisie en fonction du couple à transmettre et de la durée de vie attendue du motoréducteur, par exemple en un métal tel qu’un acier ou en matière plastique. Le logement pourra lui aussi être réalisé en métal.We can predict that the different elements of the gearmotor are made with all kinds of materials. More particularly, the rotating elements of the various trains are made of a material the resistance of which is chosen as a function of the torque to be transmitted and the expected life of the geared motor, for example a metal such as steel or plastic. The housing can also be made of metal.
Ce motoréducteur de freinage pourra être utilisé dans le domaine de l’automobile mais pourra aussi faire l’objet d’une adaptation dans tout autre domaine qui pourrait nécessiter son utilisation, tel que le domaine ferroviaire par exemple.This braking gearmotor can be used in the automotive field but can also be adapted in any other field which may require its use, such as the railway field for example.
Bien entendu on pourra adapter de nombreuses modifications à l’invention sans sortir du cadre de celle-ci.Of course, many modifications can be adapted to the invention without departing from the scope thereof.
En variante, on peut imaginer un dispositif où le moteur n’est pas directement inséré dans le logement du réducteur.Alternatively, one can imagine a device where the motor is not directly inserted into the housing of the gear unit.
On peut aussi prévoir une application où le dispositif équipe un frein de parking, ou bien un frein de secours ou même les deux au sein d’un véhicule.We can also provide an application where the device equips a parking brake, or an emergency brake or even both within a vehicle.
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