FR3074866A1 - Piece comprenant des dents et des nervures - Google Patents

Abstract

Il s'agit d'une pièce (19), qui comprend une paroi (31) présentant un côté interne (17, 18) et un côté externe (32). L'un des côtés (17, 18) comporte des dents (20) séparées les unes des autres par des creux. L'autre côté (32) comportant des nervures (33). Dans une portion (35) de la paroi (31) comprenant certaines des dents (20), les nervures (33) de la portion (35) s'étendent en coïncidence avec les creux de la portion (35).

Description

L’invention se rapporte aux pièces dentées, en particulier aux composants des motoréducteurs, par exemple pour des dispositifs électriques de freinage de véhicule.

Un dispositif de freinage 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 entraine 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, éventuellement situées dans plusieurs plans, qui transmettent les efforts mécaniques depuis le moteur vers le piston. On appelle motoréducteur l’ensemble formé du moteur électrique et d’au moins un réducteur.

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. Or, la couronne du train épicycloïdale est formée généralement dans le logement du train épicycloïdal par une paroi du motoréducteur. Ainsi, la paroi comprend les dents de la couronne sur son côté interne.

Un inconvénient de ce type de motoréducteur, et plus généralement de toute pièce comprenant une couronne munie de dents, est que la paroi présente une géométrie globale non homogène. Sa fabrication est donc difficile. De plus, le comportement de la paroi à l’usure est difficile à prévoir, et la rigidité de la pièce est donc incertaine.

Un but de l’invention est donc d’améliorer la rigidité des pièces comprenant des couronnes munies de dents. Un autre but est de simplifier leur fabrication.

A cet effet, on prévoit selon l’invention une pièce qui comprend au moins une paroi présentant un côté interne et un côté externe, l’un des côtés comportant des dents séparées les unes des autres par des creux, l’autre côté comportant des nervures, dans laquelle, dans au moins une portion de la paroi, au moins certaines des nervures de la portion s’étendent en coïncidence avec au moins certains des creux de la portion.

Ainsi, en faisant correspondre un creux d’un côté de la paroi à une nervure de l’autre côté, l’épaisseur de la paroi reste sensiblement la même à cet endroit le long de la portion. De cette manière, on favorise l’homogénéité du comportement de la pièce et on améliore donc sa rigidité, en même temps qu’on facilite sa fabrication.

Avantageusement, dans la portion, un nombre total de dents est différent d’un nombre total de nervures.

Ainsi, en fonction des dimensions des dents et des creux, la portion peut présenter

-2plusieurs nervures correspondant à un seul creux, et vice versa.

De préférence, le nombre total de dents est un multiple du nombre total de nervures.

Ainsi, à chaque creux de la portion peut correspondre un même nombre de nervures, de façon à améliorer l’homogénéité de la portion.

Avantageusement, le nombre total de nervures est un multiple du nombre total de dents.

Ainsi, à chaque nervure de la portion peut correspondre un même nombre de creux, de façon à améliorer l’homogénéité de la portion.

Alternativement, dans la portion, un nombre total de dents est égal à un nombre total de nervures, toutes les nervures de la portion s’étendant respectivement en coïncidence avec tous les creux de la portion.

Ainsi, à chacun des creux correspond une seule nervure, et ce pour toute la portion. La pièce peut ainsi présenter une épaisseur la plus homogène possible le long de la paroi. On dit aussi que les creux et les nervures sont synchrones, correspondants, situés dans le prolongement les uns des autres, ou qu’on a synchronisé les nervures et les creux de la portion.

Avantageusement, une épaisseur de la paroi varie d’au plus 20% dans la portion.

De préférence, la paroi comprend une matière plastique renforcée par des fibres.

Avantageusement, la matière plastique est du téréphtalate de polybutylène, les fibres correspondant à 30% de fibres de verre (PBT-GF30).

Avantageusement, le côté interne comporte les dents, le côté externe comportant les nervures.

De préférence, la paroi comprenant au moins deux étages de dents, ou bien l’un des étages comprend une portion conforme à l’invention, ou bien la pièce comprend au moins deux portions conformes à l’invention, les étages comprenant les portions respectives.

Ainsi, les propriétés définies précédemment concernant les creux et les nervures peuvent se retrouver au choix sur plusieurs étages de dents, de manière identique ou différente, ou sur un seul ou uniquement certains des étages.

On prévoit également selon l’invention un motoréducteur qui comprend une pièce selon l’invention et un train épicycloïdal, la paroi de la pièce formant une couronne du train épicycloïdal.

Ainsi, la rigidité du motoréducteur est optimisée, et sa fabrication facilitée.

De préférence, la pièce étant conforme à la deuxième branche de l’alternative précédemment mentionnée, c’est-à-dire comprenant deux portions, le motoréducteur comprend au moins deux étages de dents, chaque étage comprenant respectivement l’une des portions, les dents d’au moins une des portions présentant des dimensions

- 3différentes des dents de l’autre ou d’au moins l’une des autres portions.

Ainsi, le motoréducteur peut présenter un train épicycloïdal à plusieurs étages, ou de façon synonyme plusieurs trains épicycloïdaux, avec une couronne par train. Dans ce cas, les couronnes peuvent être différentes en ce que leurs dents respectives présentent des dimensions différentes. Les nervures respectives des couronnes, associées aux creux entre les dents, peuvent alors elles aussi présenter des dimensions différentes

On prévoit également selon l’invention un dispositif de freinage de véhicule, qui comprend un motoréducteur selon l’invention.

Le dispositif de freinage est ainsi plus facile à fabriquer et plus rigide.

On prévoit également selon l’invention un procédé de fabrication d’une pièce selon l’invention, comprenant une étape de moulage par injection.

Nous allons maintenant présenter un mode de réalisation de l’invention à titre d'exemple non-limitatif et en référence aux dessins dans lesquels :

- la figure 1 est une vue en perspective d’un boitier de motoréducteur de freinage selon un mode de réalisation de l’invention. Les éléments mobiles du motoréducteur ne sont pas présents sur cette vue ;

- la figure 2 est une vue de haut et en détails de la paroi du motoréducteur de la figure 1 ;

- la figure 3 est une vue en plan du motoréducteur de la figure 1. Les éléments mobiles sont visibles ; et

- la figure 4 est une vue schématique en section selon le plan lll-lll du motoréducteur de freinage de la figure 3.

On va d’abord décrire l’agencement d’un motoréducteur de freinage selon un mode de réalisation de l’invention en référence aux figures 1 à 4.

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.

On a illustré aux figures 1 et 3 un motoréducteur de freinage utilisant deux trains épicycloïdaux 11a, 11b selon l’invention.

Le motoréducteur 10 est destiné à un frein de véhicule. Il comprend un boîtier ou carter 19 formant un logement. Le boitier fait office de bâti pour le dispositif. Le logement 19 comprend une paroi 31 comprenant un côté interne et un côté externe 32.

Le côté interne présente deux couronnes 17 et 18 destinées à accueillir des trains épicycloïdaux. La couronne placée en amont 17 possède ici plus de dents 20 que celle placée en aval 18.

-4La portion 35 de la paroi 31 forme une frontière entre l’intérieur du logement formé par les couronnes 17, 18 et l’extérieur du boîtier 19. Sur cette portion 35, au niveau de la couronne 17, le côté externe 32 de la paroi présente des nervures 33. Ces nervures sont situées uniquement au niveau de la couronne 17, c’est-à-dire à l’étage supérieur, et non au niveau de la couronne 18, c’est-à-dire à l’étage inférieur, où le côté externe 32 de la paroi 31 reste lisse.

Comme on le voit sur la figure 2, chaque nervure 33 de la portion 35, au niveau de la couronne 17, est située dans le prolongement d’un creux situé entre deux dents 20. Les nervures 33 sont identiques et présentent, dans un plan perpendiculaire à leur longueur, un profil de forme en créneau, chaque créneau, c’est-à-dire chaque nervure, étant séparée d’une autre par un creux arrondi en direction des dents 20. Longitudinalement, la longueur de chaque nervure 33 du côté externe 32 est similaire à la longueur des dents 20 du côté interne. Ainsi, tout au long de la portion 35, et à l’étage du motoréducteur 10 correspondant à la couronne 17, à chaque dent 20 du côté interne de la paroi 31 correspond un creux entre deux nervures 33 du côté externe 32 de la paroi 31, et à chaque nervure 33 du côté externe 32 correspond un creux entre chaque dent 20 du côté interne. En d’autres termes, chaque nervure 33 compense un creux entre chaque dent 20. Le résultat est que l’épaisseur de la paroi 31 ne varie pas de plus de 20% le long de la portion 35. Ainsi, l’épaisseur étant similaire tout au long de la portion 35, cette portion est plus facile à fabriquer. Surtout, le fait que l’épaisseur reste sensiblement la même fait que le comportement de la paroi 31 est homogène lorsque le motoréducteur 10 est en fonctionnement. La rigidité de la paroi 31 et donc du motoréducteur 10 est donc améliorée.

On va maintenant expliquer comment fonctionne le motoréducteur, en référence aux figures 1, 3 et 4.

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.

Les deux trains épicycloïdaux 11a, 11b comprennent chacun un planétaire 21, des satellites 16 et un porte-satellites 25. Ces satellites 16 sont chacun directement en prise avec les couronnes 17, 18 du côté interne de la paroi 31.

Comme illustré notamment à la figure 4, 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.

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.

- 5Le 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.

Le train amont 11a comporte trois satellites 16 qui sont chacun montés mobiles en rotation par rapport à son porte-satellites 25 autour d’un axe 26.

Le train aval 11b comporte quatre satellites 16 qui sont montés mobiles en rotation par rapport au porte-satellites 25 autour d’un axe de 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 un axe unique.

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.

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.

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.

Le porte-satellites 25 du train aval 11b fait office d’arbre de sortie pour le motoréducteur de freinage 100.

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.

Ainsi, lors du fonctionnement, les satellites 16 de chaque étage engendrent des contraintes sur les couronnes 17, 18 respectives. Grâce aux nervures 33 et à leur synchronisation avec les creux des dents 20 au niveau de la couronne 17, la paroi 31 est rigidifiée et l’impact de ces contraintes est diminué.

En variante, les nervures pourraient être aussi placées sur l’étage correspondant à la couronne 18. Le nombre de dents de la couronne 18 étant différent du nombre de dents 20 de la couronne 17, ces nervures seraient également différentes de façon à rester synchrones avec les dents correspondantes. La rigidité de la pièce serait alors augmentée sur les deux étages de la portion 35, et non plus seulement au niveau de la couronne 17. Les nervures peuvent également toutes êtres identiques sur les deux étages ou sur plus de deux étages.

-6Alternativement, seul l’étage correspondant à la couronne 18 pourrait être muni de nervures.

Dans une autre variante, pour un même étage et dans une même portion, le nombre de dents et de nervures correspondantes n’est pas le même. Ainsi, à chaque creux entre deux dents peut correspondre plusieurs nervures, et vice-versa. L’un des deux nombres peut être le multiple de l’autre, de sorte qu’on retrouve le même nombre de nervures dans le prolongement de chaque creux, ou l’inverse. On peut également imaginer un nombre de nervures différent en fonction des creux le long de la portion.

Enfin, ces propriétés présentes sur des motoréducteurs à étages successifs peuvent être identiques à chaque étages, ou différentes, voire absentes sur un ou plusieurs étages, comme c’est le cas au niveau de la couronne 18 dans le motoréducteur 100.

Tous les modes de réalisation évoqués présentent des pièces qui peuvent être fabriquées au moyen d’une étape d’injection plastique. Pour le matériau de la paroi, on utilisera de préférence une matière plastique renforcée par des fibres. Ce matériau est de préférence du PBT-GF30, c’est-à-dire du téréphtalate de polybutylène avec 30% de fibres de verre.

La présente invention a également pour objet un dispositif de freinage de véhicule, tel qu’un frein de parking, ou bien un frein de secours ou même les deux au sein du véhicule comportant un motoréducteur selon l’invention.

Ce motoréducteur de freinage pourra donc 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.

L’invention n’est d’ailleurs pas limitée aux trains épicycloïdaux, toute forme de réduction pouvant nécessiter la présence d’une couronne.

L’invention n’est pas même limitée aux motoréducteurs. En effet, toute pièce comprenant une paroi présentant un côté muni de dents est susceptible de tirer avantage des propriétés évoquées avec les nervures. Ainsi, sur ce type de pièce, munir l’autre côté de nervures synchronisées avec les creux des dents permet d’homogénéiser l’épaisseur de la paroi et donc d’améliorer sa rigidité et sa facilité de fabrication. Ces pièces peuvent être rectilignes, comme les crémaillères. Elles peuvent être circulaires. On pense alors en particulier aux pignons d’engrenage. Dans ces pignons, les dents sont situées sur le côté externe, de sorte que les nervures peuvent être placées sur le côté interne.

Bien entendu on pourra adapter de nombreuses modifications à l’invention sans sortir du cadre de celle-ci.

- 7Nomenclature : motoréducteur

11a : train épicycloïdal amont

11b : train épicycloïdal aval : axe d’entrée des trains épicycloïdaux : arbre d’entrée des trains épicycloïdaux : axe de sortie des trains épicycloïdaux : arbre de sortie des trains épicycloïdaux : satellite : couronne amont : couronne aval : boitier : dents : planétaire : pignon moteur : engrenage double : moteur : porte-satellites : axe de rotation : axe de rotation : paroi : côté externe de la paroi 31 : nervures : portion de la paroi

Claims (14)

1. REVENDICATIONS

   1. Pièce (19), caractérisée en ce qu’elle comprend au moins une paroi (31) présentant un côté interne (17, 18) et un côté externe (32), l’un des côtés (17, 18) comportant des dents (20) séparées les unes des autres par des creux, l’autre côté (32) comportant des nervures (33), dans laquelle, dans au moins une portion (35) de la paroi (31), au moins certaines des nervures (33) de la portion (35) s’étendent en coïncidence avec au moins certains des creux de la portion (35).
2. 2. Pièce selon la revendication précédente, dans laquelle, dans la portion, un nombre total de dents est différent d’un nombre total de nervures.
3. 3. Pièce selon la revendication précédente, dans laquelle le nombre total de dents est un multiple du nombre total de nervures
4. 4. Pièce selon la revendication 2, dans laquelle le nombre total de nervures est un multiple du nombre total de dents.
5. 5. Pièce (19) selon la revendication 1, dans laquelle, dans la portion (35), un nombre total de dents (20) est égal à un nombre total de nervures (33), toutes les nervures (33) de la portion (35) s’étendant respectivement en coïncidence avec tous les creux de la portion (35).
6. 6. Pièce (19) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle une épaisseur de la paroi (31) varie d’au plus 20% dans la portion.
7. 7. Pièce (19) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la paroi (31) comprend une matière plastique renforcée par des fibres.
8. 8. Pièce (19) selon la revendication précédente, dans laquelle la matière plastique est du téréphtalate de polybutylène, les fibres correspondant à 30% de fibres de verre (PBT-GF30).
9. 9. Pièce (19) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le côté interne (17, 18) comporte les dents (20), le côté externe (32) comportant les nervures (33).
10. 10. Pièce (19) selon l’une quelconque des revendications précédentes, la paroi (31) comprenant au moins deux étages de dents (20), dans laquelle, ou bien l’un des étages (17) comprend une portion conforme à la revendication 1, ou bien la pièce comprend au moins deux portions conformes à la revendication 1, les étages comprenant les portions respectives.
11. 11. Moto réducteur (10), caractérisé en ce qu’il comprend une pièce (19) selon l’une quelconque des revendications précédentes et un train épicycloïdal (11a, 11b), la paroi (31) de la pièce (19) formant une couronne (17, 18) du train épicycloïdal (11a, 11b).
12. 12. Motoréducteur (10) selon la revendication précédente, la pièce étant conforme à la revendication 10 et comprenant les deux portions conformes à la revendication 1, les dents (20) d’au moins une des portions (35) présentant des dimensions différentes des dents de l’autre ou d’au moins l’une des autres portions.
13. 13. Dispositif de freinage de véhicule, caractérisé en ce qu’il comprend un motoréducteur (10) selon l’une quelconque des revendications 11 ou 12.
14. 14. Procédé de fabrication d’une pièce (19) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, comprenant une étape de moulage par injection.