ITTO20070031A1

ITTO20070031A1 - Attuatore elettromeccanico lineare di un freno di stazionamento.

Info

Publication number: ITTO20070031A1
Application number: IT000031A
Authority: IT
Inventors: Ettore Berutti; Stefano Enrico Di
Original assignee: Skf Ab
Priority date: 2007-01-19
Filing date: 2007-01-19
Publication date: 2008-07-20
Also published as: WO2008087506A3; WO2008087506A2

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Attuatore elettromeccanico lineare di un freno di stazionamento . "

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un attuatore elettromeccanico lineare, in particolare per un freno di stazionamento di un veicolo a motore, comprendente un motore elettrico, un meccanismo a vite ed un riduttore ad ingranaggi, interposto tra il motore elettrico ed il meccanismo a vite.

In un attuatore di questo genere, il movimento rotatorio impartito al rotore del motore elettrico viene ridotto dal riduttore e convertito dal meccanismo a vite in un movimento lineare di un'asta filettata o vite in uscita che, tirando un cavo Bowden, applica una forza frenante ai freni di stazionamento del veicolo. Considerato nel suo complesso, un attuatore per il freno di stazionamento deve essere irreversibile ( non-back.driva.ble ) , e cioè in grado di mantenere la forza frenante impartita in assenza di un comando di sbloccaggio. In altre parole, per effetto dell'attrito tra le parti mobili dell 'attuatore, l'asta in uscita deve essere in grado di mantenere la posizione raggiunta fino a quando non viene impartito un nuovo comando di azionamento.

I meccanismi a vite finora proposti per azionare i freni di stazionamento fanno generalmente uso di meccanismi a vite ad attrito, cercando di raggiungere un compromesso tra il requisito della "irreversibilità" ed un rendimento "diretto" accettabile in termini di attrito. Nel presente contesto, con l'espressione "rendimento diretto" si intende indicare il rendimento ottenuto in seguito all'azionamento del motore elettrico, mentre "rendimento indiretto" sta ad indicare il rendimento ottenuto azionando l'organo in uscita dall'attuatore. Il rendimento diretto massimo ottenibile con i meccanismi a vite ad attrito è dell'ordine di 35-40%. Per superare questo livello si deve ricorrere a meccanismi a vite che però non sono irreversibili, o rischiano di diventarlo durante la vita dell<1>attuatore, il che comporta instabilità e malfunzionamento del sistema.

II brevetto U.S. 6,655,507 descrive un attuatore a vite per un freno di stazionamento comprendente un motore elettrico ed una vite a ricircolo di sfere. L'attuatore necessita di un freno elettromeccanico per mantenere la posizione raggiunta dalla vite a ricircolo di sfere in assenza di alimentazione del motore elettrico.

È scopo dell'invenzione realizzare un attuatore che combina un rendimento diretto elevato con il requisito dell'irreversibilità, o rendimento indiretto negativo, senza l'aggiunta di dispositivi ausiliari per prevenire movimenti indesiderati della vite in uscita in assenza di comandi impartiti dal motore elettrico .

Questi ed altri scopi e vantaggi, che saranno compresi meglio nel seguito, sono raggiunti da un gruppo di trasmissione e da un attuatore aventi le caratteristiche enunciate nelle rivendicazioni annesse .

Verranno ora descritte le caratteristiche strutturali e funzionali di una forma di realizzazione preferita, ma non limitativa, dell'invenzione. Si fa riferimento al disegno allegato, che è una vista schematica in sezione di un attuatore secondo l'invenzione .

Nel disegno, con 10 è indicato nel suo insieme un attuatore elettromeccanico lineare secondo l'invenzione, atto ad azionare i freni di stazionamento (non illustrati) di un veicolo a motore. L'attuatore 10 include un motore elettrico 20 che, tramite un riduttore epicicloidale 30 a ingranaggi cilindrici ed un'associata vite 40 a ricircolo di sfere, impartisce movimenti lineari ad un elemento C di connessione ai freni di stazionamento tramite un cavo Bowden (non illustrato). L'insieme composto dal riduttore epicicloidale 30 e dalla vite a ricircolo di sfere costituisce il gruppo di trasmissione dell 'attuatore.

Il motore elettrico 20 è preferibilmente un motore a corrente continua e a magneti permanenti che può ruotare selettivamente in due sensi di rotazione a seconda di un segnale di comando ricevuto da un modulo elettronico di comando (non illustrato). Il motore 20 comanda in rotazione, per mezzo di una coppia di ingranaggi a denti dritti 21, 31, un portasatelliti 32 montato girevolmente attorno ad un asse x coincidente con l'asse di azionamento del meccanismo a vite 40 e parallelo all'asse Xi del motore elettrico. Due cuscinetti 51 sono interposti tra il portasatelliti 32 ed una porzione di sostegno tubolare 52 dell'involucro 50 dell'attuatore. Con 33 sono indicati i satelliti del riduttore, montati su perni cilindrici 34. I satelliti ingranano con un primo ingranaggio solare fisso 35 montato sul sostegno 52 e con un secondo ingranaggio solare 36 girevole solidalmente alla madrevite 41 della vite a ricircolo di sfere 40. La rotazione della madrevite 41 fa traslare una vite o asta filettata 42 lungo l'asse x e, di conseguenza, l'elemento di connessione C collegato alla vite 42.

Mentre la vite a ricircolo di sfere 40 è di per sè un meccanismo reversibile ad elevato rendimento meccanico, il riduttore epicicloidale esibisce un rendimento "indiretto" negativo in assenza di comandi impartiti dal motore elettrico. Questa peculiarità rende il gruppo di trasmissione complessivamente irreversibile, pur offrendo un rendimento diretto adeguato a generare forze di azionamento elevate per il freno.

Si apprezzerà che il riduttore epicicloidale, grazie alla sua caratteristica dì irreversibilità, svolge anche la funzione di dispositivo di bloccaggio dell'attuatore, evitando i costi connessi ad un dispositivo di bloccaggio aggiuntivo, come discusso nell'introduzione .

Pur senza volersi vincolare ad alcuna specifica teoria in proposito, prove sperimentali effettuate dalla Richiedente hanno dimostrato che il fattore che contribuisce in modo decisivo a rendere irreversibile il riduttore epicicloidale 30 è l'attrito radente che si sviluppa all'interfaccia tra i satelliti e i perni del portasatelliti. In particolare, le esperienze condotte dalla Richiedente dimostrano che risultati eccellenti possono essere ottenuti qualora i satelliti 33 e i perni 34 siano fatti d'acciaio sottoposto ad un trattamento di indurimento superficiale .

Si intende che 1<1>invenzione non è limitata alla forma di realizzazione qui descritta ed illustrata, che è da considerarsi come un esempio; l'invenzione è invece suscettibile di modifiche relative a forma e disposizioni di parti, dettagli costruttivi e di funzionamento, ad esempio per quanto riguarda il numero di denti che determina i diversi rapporti di trasmissione delle ruote dentate del riduttore epicicloidale .

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Gruppo di trasmissione per un attuatore elettromeccanico lineare, in particolare di un freno di stazionamento, comprendente: un'unità di riduzione (30) ad ingranaggi atta a ricevere un moto rotatorio da un motore elettrico (20), un meccanismo a vite (40) comprendente un primo organo filettato (41) comandabile in rotazione per mezzo dell'unità di riduzione (30) attorno ad un asse longitudinale (x) ed un secondo organo filettato in uscita (42) traslabile lungo detto asse per effetto della rotazione del primo organo filettato; caratterizzato dal fatto che il meccanismo a vite (40) è un meccanismo reversibile, e che l'unità di riduzione (30) include un riduttore epicicloidale a ingranaggi cilindrici, dove il riduttore epicicloidale è un meccanismo irreversibile .
2. Gruppo di trasmissione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il riduttore epicicloidale comprende una pluralità di satelliti girevoli (33) montati per ruotare a strisciamento su ri spettivi perni (34) di un portasatelliti (32).
3. Gruppo di trasmissione secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che i satelliti (33) e i perni (34) sono d'acciaio.
4. Gruppo di trasmissione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il meccanismo a vite (40) è una vite a ricircolo di sfere, dove il primo organo filettato (41) è una madrevite girevole e il secondo organo filettato (42) è una vite traslabile.
5. Attuatore elettromeccanico lineare, in particolare per un freno di stazionamento, che include un motore elettrico (20) ed un gruppo di trasmissione (30, 40) secondo una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 4.