WO2016202599A1 - Dispositif d'actionnement de systeme de freinage - Google Patents

Dispositif d'actionnement de systeme de freinage Download PDF

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WO2016202599A1
WO2016202599A1 PCT/EP2016/062488 EP2016062488W WO2016202599A1 WO 2016202599 A1 WO2016202599 A1 WO 2016202599A1 EP 2016062488 W EP2016062488 W EP 2016062488W WO 2016202599 A1 WO2016202599 A1 WO 2016202599A1
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piston
guide
sleeve
axis
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PCT/EP2016/062488
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Raynald Sprocq
Chris Anderson
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Robert Bosch Gmbh
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/74—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive
    • B60T13/745—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive acting on a hydraulic system, e.g. a master cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
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    • B60T2270/82—Brake-by-Wire, EHB
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2125/00—Components of actuators
    • F16D2125/18—Mechanical mechanisms
    • F16D2125/20—Mechanical mechanisms converting rotation to linear movement or vice versa
    • F16D2125/34—Mechanical mechanisms converting rotation to linear movement or vice versa acting in the direction of the axis of rotation
    • F16D2125/40—Screw-and-nut

Definitions

  • the present invention relates to a braking system actuating device controlled by the brake pedal and / or a brake management means such as a driving assistance system for supplying brake circuits with brake fluid. under pressure.
  • power assisted braking devices require a form of transmission to convert the angular movement of an electric motor into a linear motion to apply force and move one or more pistons into a hydraulic pressure generator such as a master cylinder.
  • Ball screw devices are generally considered for such applications.
  • the components of such a ball screw transmission device are very rigid in load and because of the many dimensional tolerances in the system, they do not allow to adjust the guide plane of the piston of the master cylinder in its bore for stay within narrow radial tolerances and provide the pressure generation function over a lifetime.
  • the amplitude of the lateral stresses exerted by the piston on the bore and the reaction forces exerted on the ball transmission prematurely tire the transmission and do not allow it to last effectively and / or to guarantee the reliability of the braking system.
  • the present invention aims to develop a mechanical transmission device for an electric braking system improving the transmission of movement between the drive motor and the piston (primary piston) of the pressure generator supplying the brake circuit or circuits such that the single master cylinder or tandem master cylinder.
  • the subject of the invention is a device for actuating a braking system controlled by the brake pedal. and / or braking management means for supplying the brake circuits with brake fluid under pressure, comprising: a master cylinder connected to the brake circuits and comprising a primary piston, an electric motor controlled for a braking action, a transmission screw / ball nut to transform the rotational movement of the electric motor in a translation movement of the piston, the nut locked in translation allowing its advance in degraded mode and free in rotation being driven by the motor, the screw being free in translation but locked in rotation, a free link being supported between the bottom of the piston and the screw to transmit the thrust of the screw to the piston.
  • the nut locked in translation can advance in degraded mode which allows to brake even if the engine commander / assistant braking maneuver is defective.
  • the nut is locked in translation in the direction of its recoil.
  • the actuating device characterized in that the free rod comprises ends in the form of a ball joint cooperating respectively with a ball cup made in the bottom of the piston and a ball cup made in the screw.
  • This support of the free rod by its two ends having a ball-shaped in respective cups promote the movement of the free rod and its positioning in the most appropriate position between the bottom of the primary piston and the screw.
  • the screw is in the form of an open sleeve facing towards the piston and whose bottom is provided with the ball cup.
  • This embodiment makes it possible to hold the free link in the sleeve of the screw which is of slightly shorter length. greater than that of the rod even in an inclined position so that the sleeve of the screw does not touch in any case the bottom of the primary piston and reduces the freedom of movement of the screw relative to the primary piston in the transverse direction relative to the axis of the bore receiving the primary piston.
  • the sleeve of the screw receiving the rod is slightly shorter than the rod so that its piston-side ball exceeds the sleeve without the sleeve comes into contact with the bottom of the piston.
  • the screw is connected to the piston by an Oldham joint-shaped connection between the bottom of the piston and the sleeve of the screw.
  • This connection secures in rotation the screw and the piston, the latter being itself locked in rotation to lock the screw in rotation and allow its screwing by the nut.
  • This connection advantageously makes it possible to absorb any axial offset of the screw relative to the axis of the piston.
  • the Oldham joint-shaped connection is a link comprising:
  • a first diametrical guide carried by the bottom of the piston oriented in a first direction passing through the axis of the piston
  • a second guide diametrical, carried by the end of the sleeve of the screw, oriented in the second direction perpendicular to the axis of the screw and passing through it, and
  • a transmission member provided with a first complementary guide, with an axis, for slidingly cooperating with the first guide and a second complementary guide, with axis, for slidingly cooperating with the second guide of the screw,
  • this transmission member being mounted floating between the base of the screw on the two guides.
  • This embodiment has the advantage of combining the cup receiving the ball-shaped end of the rod and the orthogonal guidance necessary for the rotational connection between the piston and the screw despite possible misalignment of the axis of rotation. the screw with respect to the piston axis of the master cylinder.
  • This achievement is particularly advantageous thanks to the particular part formed by the base with the first guide and the cup, which piece is combined by crimping at the bottom of the piston.
  • the set is of a very simple realization and editing.
  • the first guide is a diametrical rectangular relief, direction D l passing through the axis of the piston and perpendicular to it and the first guide complementary to the transmission member is a rectangular housing receiving the first guide sliding and allowing movement in the direction D 1.
  • the second guide is a diametrical open cut in the end of the screw sleeve and the second complementary guide is formed of two fingers in diametrical position of orientation D2 to be housed in the respective notch of the screw .
  • the actuating device of the braking system has the advantage of being a particularly simple embodiment, facilitating the transmission of the driving movement of the primary piston from the electric motor assistance without inducing guide stress in the primary piston.
  • FIG. 1 is a very simplified overall diagram, partially in blocks of a controlled braking system actuation system according to the invention
  • FIG. 2 is a very simplified diagram of a variant of the actuating device of FIG. 1,
  • FIG. 3 is an exploded view of a piston / screw connection integral in rotation.
  • FIG. 1 shows a braking system actuating device 1 according to the invention consisting of a master cylinder 10 supplying brake fluid under pressure to the brake circuits.
  • C1, C2 being activated by an electric motor 20 controlled by a control unit 40 according to the braking demand of the driver (brake pedal 42) or the driver assistance system 45 which is for example an ESP system.
  • the driver translates his braking request by his action on the brake pedal 42. This action is detected by a sensor 41 transmitting a braking signal SC to the control unit 40 combined with the assistance system 45 to control the electric motor 20.
  • the master cylinder 10 is shown only schematically by the bore 1 1 of its cylinder housing the piston (primary piston) 12; in the case of a tandem master cylinder, the secondary piston is not shown.
  • the piston 12 is called the primary piston although the master cylinder 1 0 can be a single master cylinder or a tandem master cylinder, that is to say, supplying a single brake circuit or two brake circuits C l, C2 in parallel.
  • the axis XX of the bore 1 1 is also the axis of the piston 12.
  • the motor 20 drives the piston 12 by a transmission 30 converting its rotational movement in a translation movement to push the piston 12.
  • the transmission 30 is a ball screw transmission formed of a screw 31, fixed in rotation, cooperating with a nut 32 by a ball link 33.
  • the screw 31 is locked in rotation with respect to the piston 12 itself locked in rotation or in forced rotation.
  • the screw 31 can also be locked in rotation by a mechanical connection leaving the bore 1 1 through the opening 1 12 left in the bottom 1 1 1 of the cylinder of the bore 1 1 to let the control rod 43 from the brake pedal 42 and allowing to push directly on the screw 31 itself pressed against the primary piston 12 for a direct braking action in case of failure of the braking assisted by the motor 20.
  • the nut 32 is free in translation relative to the bottom 1 1 1 of the bore, while remaining integral in rotation with the link 34 of the motor 20 which, for its part, is example in the form of splines on the outer surface of the nut 32 with return of the nut against the bottom 1 1 1 by a spring not shown.
  • the nut 32 driven in rotation by the electric motor 20, by a mechanical connection such as a gear 34 bears against the bottom 1 1 1 of the cylinder 1 1 to advance or retreat the screw 31 and thus the piston 12 which itself controls the optional secondary piston by isostatic compression of the brake fluid as is known to the tandem master s - cyli nd tandem.
  • the screw 31 bears against the bottom 122 of the piston 12 via a link 35 whose two ends 351, 352 respectively bear against the bottom 122 of the piston 12 and against the screw 31.
  • the link 35 has its two ends 351, 352 in the form of a ball, respectively coming into a ball cup 123 made in the bottom 122 of the piston 12 for the end 351 and for the other end 352, in a cup 313 of the screw 31.
  • the screw 31 is preferably a hollow screw formed of a sleeve 31 1 open on the side of the piston 12 and whose bottom 312 is provided with the ball cup 313 so that this connection by the link 35 makes it possible to absorb the inevitable axial offset X1X 1 and axial inclination X2X2 gaps between, on the one hand, the axis XX of the bore 1 1 of the master cylinder 10 and also the axis of its piston 12 and on the other hand, the axis X1X1 or X2X2 of the screw 31 of the transmission 30.
  • FIG. 1 schematically shows the offset of the axis of the screw 35 shifted along the axis X1X1 parallel to the axis XX or along the axis X2X2 inclined with respect to the axis XX because of the inevitable clearances of the construction and the drive of the nut 321 by the electric motor 20.
  • the screw 31 preferably formed of the sleeve 31 1 externally carries the thread 314 of the ball screw connection 33.
  • this sleeve 31 1 is open side turned towards the bottom 122 of the piston 12, the link 35 is housed on its greatest length in the sleeve 31 1 and exceeds only slightly because the portion of the sleeve 31 1 beyond the bottom 312 is of slightly shorter length than that of the rod 35.
  • the rod 35 does not exceed only slightly by its end 351 of the sleeve 31 1; conversely, regardless of the tilting position of the rod 35, the sleeve 311 does not touch the bottom 122 of the piston 12 so that the offset of the sleeve 31 1 has no influence on the accuracy of the transmission of the thrust movement of the screw 31 to the piston 12 of the master cylinder 10.
  • the actuating device 1 is shown in a very simplified manner in FIG. 1. It may comprise a single master cylinder or a tandem master cylinder. In its combination with the master cylinder, the primary piston 12 pushes with an amplified force compared to that applied to the brake pedal 42 and transmitted directly to the screw 31, for example in case of failure of the ac Lionne ur; this force is then that applied directly by the brake pedal 42 to the primary piston 12.
  • the electric motor 20 is activated according to the braking demand by the driver (who pushes the brake pedal 42) and whose movement is detected by the sensor 4 1 or by the driver assistance system 45, for example ESP system automatically acting on the CPU 40 according to the needs and braking needs.
  • the driver assistance system 45 for example ESP system automatically acting on the CPU 40 according to the needs and braking needs.
  • connection by the rod 35 disengages the axis XX of the piston and the axis X1X1 or X2X2 of the screw 31 so that the inevitable sets of manufacture and assembly that can result in a parallel offset of the two axes or by the tilt of the axis of the screw 31 relative to the axis XX of the cylinder 1 1 and the piston 12 do not generate non-symmetrical stresses exerted on the piston and which, not only would deteriorate the operation, but especially reduce the lifetime of the master cylinder.
  • FIG. 2 shows an alternative embodiment of the device 1 'to ensure the rotational locking of the primary piston 12 and to guarantee the locking in rotation of the screw 31.
  • the elements identical to those of the embodiment of FIG. Figure 1 bear the same references and their description will not be systematically repeated.
  • the cylinder 1 1 bore side has a groove 13 receiving a lug 124 secured to the primary piston 12.
  • the groove 13 is straight, parallel to the axis XX of the bore 1 1.
  • the screw is fixed in rotation relative to the piston by a connection 14 made for example by a spindle with a fork allowing the axial movement (axis X1X1 or X2X2) of the screw 31 with respect to the axis XX of the piston 12.
  • FIG. 3 shows an embodiment of the connection 14 connecting the bottom 122 of the piston 12 (not shown in this FIG. 3) and the screw 31.
  • the link 14 is formed of a base 125 provided with a connecting means, a transmission member 140 and a connecting means belonging to the screw 31.
  • the base 125 is a part made in the bottom 122 or attached thereto. It is then made separately from the piston 31 to be integrated, for example by crimping.
  • the base 125 is a plate-shaped part whose edge 125a is provided with a knurling, for example a straight toothing to be crimped by being pressed into a suitably shaped housing of the bottom 12. It bears on its face 125b the means link of the base.
  • This means is the first guide 141 in the form of rectangular relief oriented in the direction Dl.
  • the parallel sides 141a of the guide 141 cooperate with a complementary guide of the connecting member 140.
  • the other two sides 141b form for example end stops in the direction D 1.
  • the base 125 is provided with the cup 123 with recesses 123a for retaining the end 351 in the form of a ball of the link 35; when the ball is engaged in the cup 123, these 123a recesses come behind the patella so as to retain it in the cup.
  • the cup 123 benefits from the thickness of the first guide 141 and the plate of the base 125.
  • the connecting means of the screw 31 is a second guide 142 constituted by two open cutouts 142a in diametrically opposite positions with respect to the axis of the screw 31 and opening from its sleeve 31 1 opposite the bottom 312.
  • two open cutouts 142a form a guide path for the direction D2.
  • the transmission member 140 is a ring-shaped piece traversed by the rod 35 and connecting the base 125 to the screw 31 to fasten them in rotation while allowing the axial movement XX / X1X1 already mentioned above.
  • the transmission member 140 has a face 140a turned towards the base 125 with a rectangular housing not appearing in this figure forming a first complementary guide for receiving the first guide 141 which will be blocked in the direction D2 perpendicular to the direction D but free in translation in the direction D l; this possible translation is sufficient to absorb the axial offsets without the rectangular housing being necessarily limited; it can be opening and thus constitute a groove.
  • the face 140b turned towards the screw 31 is provided with a second complementary guide formed by two fingers 144 in relief, of a shape complementary to that of the cuts 142a of the screw 31 to fit therein, freely slidingly in the direction D2.
  • the orientations D1 of the groove and D2 of the fingers 144 are orthogonal so that the relative orientation of the piston 12 (its base 125) and the screw 31 is orthogonal.
  • the link 14 functions as an Oldham seal and makes it possible to absorb the misalignment of the axes while solidarisant in rotation the screw 31 and the piston 12, that is to say thus allowing to lock in rotation the screw 31 to allow its translation by the rotating nut.
  • the movable link in the direction D 1 is formed of a raised portion 141 on the base 125 and a recessed portion in the face 140a of the transmission member 140.
  • reverse organization, hollow part / raised part, is also possible. It is the same for the connection between the member 140 and the screw 31.
  • the link 14 described above consists of a first guide 141 carried by the bottom 122 of the piston 12, either directly in the bottom, or as an insert, for example crimped.
  • This first guide is of diametrical orientation and corresponds to a first direction D l passing through the axis of the piston 12.
  • the connection also comprises a second guide 142 carried by the end of the sleeve 31 1 of the screw 31. This second diametral guide is oriented in a second direction D2 passing through the axis of the screw 31 and perpendicular to this axis.
  • the transmission member 140 of this link 14 is provided with a first complementary diametrical guide, of axis D1, to cooperate slidingly with the first guide 141. It also comprises a second complementary guide 144, diametrical, of axis D2 , to cooperate slidingly with the second guide 142 of the screw.
  • the two directions D1 and D2 are orthogonal and the transmission member 140 mounted floating between the base 125 and the screw 31 on the two guides 141, 142.
  • the first guide 141 is a raised part, of rectangular shape, of diametrical orientation and direction D 1 and the complementary guide of the transmission member 140 is formed by a rectangular housing. or a diametrical groove, receiving the first guide and allowing the relative sliding movement in the direction D 1.
  • the second guide is in the example, an open cut 142, diametrical, made in the end of the sleeve 31 1 of the screw 31, that is to say formed by two cuts in diametrical positions.
  • the second complementary guide 144 is formed of two fingers in diametrical position, of orientation D2 to fit in the two cutouts 142a of the screw 31.

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Abstract

Dispositif d 'actionnement de système de freinage commandé par la pédale de frein et/ou un moyen de gestion du freinage pour alimenter les circuits de freins en liquide de frein sous pression, comprenant: un maître-cylindre (10) relié aux circuits de freins (C1, C2) et comportant un piston primaire (12), un moteur électrique (20) commandé pour une action de freinage, une transmission (30) à vis/écrou à billes pour transformer le mouvement de rotation du moteur électrique (20) en un mouvement de translation du piston (12), l'écrou (32) bloqué en translation et libre en rotation étant entraîné par le moteur (20), la vis (31) étant libre en translation mais bloquée en rotation, une biellette (35) libre étant appuyée entre le fond (122) du piston (12) et la vis (31) pour transmettre la poussée de la vis (31) au piston (12).

Description

Domaine de l'invention
La présente invention se rapporte à un dispositif d'actionnement de système de freinage commandé par la pédale de frein et/ ou un moyen de gestion du freinage tel qu'un système d'assistance de conduite pour alimenter les circuits de frein en liquide de frein sous pression.
Etat de la technique
De façon caractéristique, les dispositifs de freins électriques assistés nécessitent une forme de transmission permettant de convertir le mouvement angulaire d'un moteur électrique en un mouvement linéaire pour appliquer une force et déplacer un ou plusieurs pistons dans un générateur de pression hydraulique tel qu'un maître- cylindre.
Les dispositifs de vis à billes sont considérés de manière générale pour de telles applications. Toutefois les composants d'un tel dispositif de transmission à vis à billes sont très rigides en charge et à cause des nombreuses tolérances dimensionnelles dans le système, ils ne permettent pas de régler le plan de guidage du piston du maître- cylindre dans son alésage pour rester dans des tolérances radiales étroites et permettre d'assurer la fonction de génération de pression pendant une durée de vie. L'amplitude des contraintes latérales exercées par le piston sur l'alésage et les forces de réaction exercées sur la transmission à billes fatiguent prématurément la transmission et ne lui permettent pas de durer efficacement et/ ou de garantir la fiabilité du système de freinage.
But de l'invention
La présente invention a pour but de développer un dispositif de transmission mécanique pour un système de freinage électrique améliorant la transmission du mouvement entre le moteur d'entraînement et le piston (piston primaire) du générateur de pression alimentant le ou les circuits de frein tel que le maître-cylindre simple ou maître-cylindre tandem.
Exposé et avan de l'invention
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'actionnement de système de freinage commandé par la pédale de frein et/ ou un moyen de gestion du freinage pour alimenter les circuits de freins en liquide de frein sous pression, comprenant : un maître- cylindre relié aux circuits de freins et comportant un piston primaire, un moteur électrique commandé pour une action de freinage, une transmission à vis/écrou à billes pour transformer le mouvement de rotation du moteur électrique en un mouvement de translation du piston, l'écrou bloqué en translation autorisant son avancée en mode dégradé et libre en rotation étant entraîné par le moteur, la vis étant libre en translation mais bloquée en rotation, une biellette libre étant appuyée entre le fond du piston et la vis pour transmettre la poussée de la vis au piston.
La souplesse de la liaison ou interface entre le piston du maître-cylindre (le piston primaire) et la vis qui pousse le piston primaire permet de compenser tous les décalages parallèles ou inclinés de l'axe de la vis de l'entraînement par vis à billes et l'axe de l'alésage du maître-cylindre et de son piston primaire sur lequel est appuyée la vis. Cette réalisation est particulièrement simple et ne détériore pas le rendement de la transmission.
De façon avantageuse, l'écrou bloqué en translation peut avancer en mode dégradé ce qui permet de freiner même si le moteur commandant / assistant la manœuvre de freinage est défaillant. L'écrou est bloqué en translation dans le sens de son recul.
Suivant une autre caractéristique, le dispositif d'actionnement, caractérisé en ce que la biellette libre comporte des extrémités en forme de rotule coopérant respectivement avec une coupelle à rotule réalisée dans le fond du piston et une coupelle à rotule réalisée dans la vis.
Cet appui de la biellette libre par ses deux extrémités ayant une forme de rotule dans des coupelles respectives favorisent le mouvement de la biellette libre et son positionnement dans la position la plus appropriée entre le fond du piston primaire et la vis.
De façon très avantageuse, la vis est en forme de manchon ouvert côté tourné vers le piston et dont le fond est muni de la coupelle à rotule. Cette forme de réalisation permet de tenir la biellette libre dans le manchon de la vis qui est de longueur légèrement infé- rieure à celle de la biellette même en position inclinée de sorte que le manchon de la vis ne touche en aucun cas le fond du piston primaire et ne réduit la liberté de mouvements de la vis par rapport au piston primaire dans la direction transversale par rapport à l'axe de l'alésage recevant le piston primaire. En effet, comme indiqué, le manchon de la vis recevant la biellette est légèrement plus court que la biellette pour que sa rotule côté piston dépasse du manchon sans que le manchon ne vienne au contact avec le fond du piston.
Suivant, une caractéristique avantageuse, la vis est reliée au piston par une liaison en forme de joint d'Oldham entre le fond du piston et le manchon de la vis.
Cette liaison solidarise en rotation la vis et le piston, ce dernier étant lui-même bloqué en rotation pour bloquer en rotation la vis et permettre son vissage par l'écrou. Cette liaison permet avantageusement d'absorber le décalage axial éventuel de la vis par rapport à l'axe du piston.
Suivant une caractéristique avantageuse, la liaison en forme de joint d'Oldham est une liaison comprenant :
- un premier guide diamétral, porté par le fond du piston orienté dans une première direction passant par l'axe du piston,
un second guide, diamétral, porté par l'extrémité du manchon de la vis, orienté dans la seconde direction perpendiculaire à l'axe de la vis et passant par celui-ci, et
- un organe de transmission muni d'un premier guide complémentaire, d'axe, pour coopérer en coulissement avec le premier guide et un second guide complémentaire, d'axe, pour coopérer en coulissement avec le second guide de la vis,
* les deux directions d'axe étant orthogonales,
* cet organe de transmission étant monté flottant entre la base de la vis sur les deux guides.
Cette réalisation a l'avantage de combiner la coupelle recevant l'extrémité en forme de rotule de la biellette et le guidage orthogonal nécessaire à la solidarisation en rotation entre le piston et la vis malgré d'éventuels défauts d'alignement de l'axe de la vis par rapport à l'axe du piston du maître-cylindre . Cette réalisation est particulièrement avantageuse grâce à la pièce particulière constituée par la base avec le premier guide et la coupelle, pièce qui est combinée par sertissage au fond du piston. L'ensemble est d'une réalisation et d'un montage très simples.
Suivant une autre caractéristique, le premier guide est un relief rectangulaire diamétral, de direction D l passant par l'axe du piston et perpendiculaire à celui-ci et le premier guide complémentaire de l'organe de transmission est un logement rectangulaire recevant le premier guide en coulissement et permettant le mouvement dans la di- rection D 1.
Suivant une autre caractéristique, le deuxième guide est une découpe ouverte diamétrale dans l'extrémité du manchon de la vis et le deuxième guide complémentaire est formé de deux doigts en position diamétrale d'orientation D2 pour se loger dans l'encoche respective de la vis.
En résumé, le dispositif d'actionnement du système de freinage selon l'invention a l'avantage d'être d'une réalisation particulièrement simple, facilitant la transmission du mouvement d'entraînement du piston primaire à partir du moteur électrique d'assistance sans in- duire de contrainte de guidage dans le piston primaire.
Dessins
La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples du dispositif d'actionnement de système de freinage représentés dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un schéma d'ensemble très simplifié, partiellement par blocs d'un système d'actionnement de système de freinage commandé selon l'invention,
- la figure 2 est un schéma très simplifié d'une variante du dispositif d'actionnement de la figure 1 ,
- la figure 3 est une vue éclatée d'une liaison piston /vis solidaires en rotation.
Description de modes de réalisation de l'invention
La figure 1 montre un dispositif d'actionnement de système de freinage 1 selon l'invention se composant d'un maître-cylindre 10 fournissant du liquide de frein sous pression aux circuits de freins Cl, C2 en étant activé par un moteur électrique 20 commandé par une unité de commande 40 selon la demande de freinage du conducteur (pédale de frein 42) ou du système d'assistance de conduite 45 qui est par exemple un système ESP. Le conducteur traduit sa demande de freinage par son action sur la pédale de frein 42. Cette action est détectée par un capteur 41 transmettant un signal de freinage SC à l'unité de commande 40 combinée au système d'assistance 45 pour commander le moteur électrique 20.
Le maître-cylindre 10 n'est représenté que schématique- ment par l'alésage 1 1 de son cylindre logeant le piston (piston primaire) 12 ; dans le cas d'un maître-cylindre tandem, le piston secondaire n'est pas représenté.
Par convention, le piston 12 est appelé piston primaire bien que le maître-cylindre 1 0 puisse être un maître-cylindre simple ou un maître -cylindre tandem, c'est-à-dire alimentant un seul circuit de frein ou deux circuits de frein C l , C2 en parallèle.
L'axe XX de l'alésage 1 1 est aussi l'axe du piston 12.
Le moteur 20 entraîne le piston 12 par une transmission 30 convertissant son mouvement de rotation en un mouvement de translation pour pousser le piston 12.
La transmission 30 est une transmission à vis à bille formée d'une vis 31 , fixe en rotation, coopérant avec un écrou 32 par une liaison à billes 33.
La vis 31 est bloquée en rotation soit par rapport au piston 12 lui-même bloqué en rotation ou en rotation forcée. La vis 31 peut également être bloquée en rotation par une liaison mécanique sortant de l'alésage 1 1 à travers l'ouverture 1 12 laissée dans le fond 1 1 1 du cylindre de l'alésage 1 1 pour laisser passer la tige de commande 43 venant de la pédale de frein 42 et permettant de pousser directement sur la vis 31 elle-même appuyée contre le piston primaire 12 pour un freinage par action directe en cas de défaillance du freinage assisté par le moteur 20.
Pour ce freinage de secours (mode dégradé), l'écrou 32 est libre en translation par rapport au fond 1 1 1 de l'alésage, en restant solidaire en rotation de la liaison 34 du moteur 20 qui, elle, est par exemple en forme de cannelures sur la surface extérieure de l'écrou 32 avec rappel de l'écrou contre le fond 1 1 1 par un ressort non représenté.
L'écrou 32 entraîné en rotation par le moteur électrique 20, par une liaison mécanique telle qu'un engrenage 34 s'appuie contre le fond 1 1 1 du cylindre 1 1 pour faire avancer ou reculer la vis 31 et ainsi le piston 12 qui lui-même commande l'éventuel piston secondaire par compression isostatique du liquide de frein comme cela est connu des maître s - cyli nd re s tandem.
La vis 31 s'appuie contre le fond 122 du piston 12 par l'intermédiaire d'une biellette 35 dont les deux extrémités 351 , 352 s'appuient respectivement contre le fond 122 du piston 12 et contre la vis 31.
Selon le mode de réalisation, la biellette 35 a ses deux extrémités 351, 352 en forme de rotule venant respectivement dans une coupelle à rotule 123 réalisée dans le fond 122 du piston 12 pour l'extrémité 351 et pour l'autre extrémité 352, dans une coupelle 313 de la vis 31. La vis 31 est de préférence une vis creuse formée d'un manchon 31 1 ouvert du côté du piston 12 et dont le fond 312 est muni de la coupelle à rotule 313 de sorte que cette liaison par la biellette 35 permet d'absorber les jeux inévitables de décalage axial X1X 1 et d'inclinaison axiale X2X2 entre d'une part, l'axe XX de l'alésage 1 1 du maître- cylindre 10 et aussi l'axe de son piston 12 et d'autre part, l'axe X1X1 ou X2X2 de la vis 31 de la transmission 30.
La figure 1 montre schématiquement le décalage de l'axe de la vis 35 décalée suivant l'axe X1X1 parallèle à l'axe XX ou encore suivant l'axe X2X2 incliné par rapport à l'axe XX du fait des jeux inévitables de la construction et de l'entraînement de l'écrou 321 par le moteur électrique 20. La vis 31 de préférence formée du manchon 31 1 porte extérieurement le filetage 314 de la liaison par vis à billes 33. Comme ce manchon 31 1 est ouvert côté tourné vers le fond 122 du piston 12, la biellette 35 est logée sur sa plus grande longueur dans le manchon 31 1 et n'en dépasse que légèrement car la partie du manchon 31 1 au-delà du fond 312 est de longueur légèrement inférieure à celle de la biellette 35. Ainsi, quelle que soit son inclinaison selon les défauts d'alignement entre le piston 12 et la vis 31 , la biellette 35 ne dépasse que légèrement par son extrémité 351 du manchon 31 1 ; réciproquement, quelle que soit la position d'inclinaison de la biellette 35, le manchon 311 ne touche pas le fond 122 du piston 12 de sorte que le décalage du manchon 31 1 n'a pas d'influence sur la précision de la transmission du mouvement de poussée de la vis 31 au piston 12 du maître-cylindre 10.
Le dispositif d'actionnement 1 est représenté de manière très simplifiée à la figure 1. Il peut comporter un maître-cylindre simple ou un maître-cylindre tandem. Dans sa combinaison avec le maître- cylindre, le piston primaire 12 pousse avec une force amplifiée par rapport à celle appliquée sur la pédale de frein 42 et transmise directement à la vis 31 , par exemple en cas de défaillance de l ac Lionne ur ; cette force est alors celle appliquée directement par la pédale de frein 42 sur le piston primaire 12.
Le moteur électrique 20 est activé en fonction de la demande de freinage par le conducteur (qui pousse la pédale de frein 42) et dont le déplacement est détecté par le capteur 4 1 ou encore par le système d'assistance de conduite 45, par exemple le système ESP agissant automatiquement sur l'unité centrale 40 selon les nécessités et les besoins de freinage. La liaison par la biellette 35 désolidarise l'axe XX du piston et l'axe X1X1 ou X2X2 de la vis 31 de sorte que les jeux inévitables de fabrication et de montage qui peuvent se traduire par un décalage parallèle des deux axes ou par l'inclinaison de l'axe de la vis 31 par rapport à l'axe XX du cylindre 1 1 et du piston 12 ne génèrent pas de contraintes non symétriques s 'exerçant sur le piston et qui, non seulement détérioreraient le fonctionnement, mais surtout réduiraient la durée de vie du maître cylindre.
La figure 2 montre une variante de réalisation du dispositif 1 ' pour assurer le blocage en rotation du piston primaire 12 et garan- tir le blocage en rotation de la vis 31. Dans ce mode de réalisation les éléments identiques à ceux du mode de réalisation de la figure 1 portent les mêmes références et leur description ne sera pas systématiquement reprise. Pour cela, le cylindre 1 1 côté alésage, a une rainure 13 recevant un ergot 124 solidaire du piston primaire 12. La rainure 13 est droite, parallèle à l'axe XX de l'alésage 1 1. La vis est fixe en rotation par rapport au piston par une liaison 14 réalisée par exemple par une broche avec une fourchette permettant le mouvement axial (axe X1X1 ou X2X2) de la vis 31 par rapport à l'axe XX du piston 12.
La figure 3 montre un mode de réalisation de la liaison 14 reliant le fond 122 du piston 12 (non représenté dans cette figure 3) et la vis 31. La liaison 14 est formée d'une base 125 munie d'un moyen de liaison, d'un organe de transmission 140 et d'un moyen de liaison appartenant à la vis 31 .
La base 125 selon le présent mode de réalisation est une pièce réalisée dans le fond 122 ou rapportée à celui-ci. Elle est alors réalisée séparément du piston 31 pour y être intégrée, par exemple par sertissage.
La base 125 est une pièce en forme de plaque dont le bord 125a est muni d'un moletage, par exemple une denture droite pour être sertie en étant enfoncée dans un logement de forme appropriée du fond 12. Elle porte sur sa face 125b le moyen de liaison de la base. Ce moyen est le premier guide 141 en forme de relief rectangulaire orienté dans la direction Dl . Les côtés 141a, parallèles du guide 141 , coopèrent avec un guide complémentaire de l'organe de liaison 140. Les deux autres côtés 141b forment par exemple des butées de fin de course dans la direction D 1.
La base 125 est munie de la coupelle 123 avec des enfoncements 123a de retenue de l'extrémité 351 en forme de rotule de la biellette 35 ; lorsque la rotule est engagée dans la coupelle 123, ces enfoncements 123a viennent derrière la rotule de façon à la retenir dans la coupelle.
La coupelle 123 bénéficie de l'épaisseur du premier guide 141 et de la plaque de la base 125.
Le moyen de liaison de la vis 31 est un second guide 142 constitué par deux découpes ouvertes 142a dans des positions diamétralement opposées par rapport à l'axe de la vis 31 et débouchant de son manchon 31 1 à l'opposé du fond 312. Les deux découpes ouvertes 142a forment un chemin de guidage pour la direction D2. L'organe de transmission 140 est une pièce en forme de couronne traversée par la biellette 35 et reliant la base 125 à la vis 31 pour les solidariser en rotation tout en permettant le mouvement axial XX/X1X1 déjà évoqué ci-dessus.
L'organe de transmission 140 a une face 140a tournée vers la base 125 avec un logement rectangulaire n'apparaissant pas dans cette figure formant un premier guide complémentaire pour recevoir le premier guide 141 qui sera bloqué dans la direction D2 perpendiculaire à la direction D l mais libre en translation dans la direction D l ; cette translation possible est suffisante pour absorber les décalages axiaux sans que le logement rectangulaire ne soit nécessairement limité ; il peut être débouchant et constituer ainsi une rainure.
La face 140b tournée vers la vis 31 est munie d'un second guide complémentaire formé par deux doigts 144 en relief, de forme complémentaire de celle des découpes 142a de la vis 31 pour se loger dans celles-ci, de manière libre en coulissement dans la direction D2.
Les orientations Dl de la rainure et D2 des doigts 144 sont orthogonales de sorte que l'orientation relative du piston 12 (sa base 125) et de la vis 31 est orthogonale. La liaison 14 fonctionne comme un joint d'Oldham et permet d'absorber les défauts d'alignement des axes tout en solidarisant en rotation la vis 31 et le piston 12, c'est- à-dire permettant ainsi de bloquer en rotation la vis 31 pour permettre sa translation par l'écrou tournant.
Dans l'exemple ci-dessus, la liaison mobile dans la direction D l est formée d'une partie en relief 141 sur la base 125 et d'une partie en creux dans la face 140a de l'organe de transmission 140. Mais l'organisation inverse, partie en creux/ partie en relief, est également possible. Il en est de même de la liaison entre l'organe 140 et la vis 31 .
De façon générale, la liaison 14 décrite ci-dessus se compose d'un premier guide 141 porté par le fond 122 du piston 12, soit réalisé directement dans le fond, soit comme pièce rapportée, par exemple sertie. Ce premier guide est d'orientation diamétrale et correspond à une première direction D l passant par l'axe du piston 12. La liaison comporte également un second guide 142 porté par l'extrémité du manchon 31 1 de la vis 31. Ce second guide diamétral est orienté dans une seconde direction D2 passant par l'axe de la vis 31 et perpendiculaire à cet axe.
L'organe de transmission 140 de cette liaison 14 est muni d'un premier guide complémentaire, diamétral, d'axe Dl pour coopérer en coulissement avec le premier guide 141. Il comporte également un second guide complémentaire 144, diamétral, d'axe D2, pour coopérer en coulissement avec le second guide 142 de la vis. Les deux directions Dl et D2 sont orthogonales et l'organe de transmission 140 monté flot- tant entre la base 125 et la vis 31 sur les deux guides 141 , 142.
De façon plus particulière et comme déjà indiqué, le premier guide 141 est une partie en relief, de forme rectangulaire, d'orientation diamétrale et de direction D 1 et le guide complémentaire de l'organe de transmission 140 est formé par un logement rectangu- laire ou une rainure diamétrale, recevant le premier guide et permettant le mouvement de coulissement relatif dans la direction D 1.
Le deuxième guide est dans l'exemple, une découpe ouverte 142, diamétrale, réalisée dans l'extrémité du manchon 31 1 de la vis 31 , c'est-à-dire formée par deux découpes dans des positions diamé- traies. Le second guide complémentaire 144 est formé de deux doigts en position diamétrale, d'orientation D2 pour se loger dans les deux découpes 142a de la vis 31.
NOMENCLATURE
1 Dispositif d'actionnement de système de freinage
10 Maître-cylindre
11 Alésage
111 Fond de l'alésage
112 Couverture
12 Piston
121 Paroi
122 Fond du piston
123 Coupelle à rotule
123a Enfoncement de retenue
124 Ergot
125 Base
125a Moletage
125b Face tournée vers l'organe de transmission
13 Rainure
14 Liaison
140 Organe de transmission
140a Face tournée vers la base 125
140b Face tournée vers la vis 31
141 Premier guide transversal
142 Deuxième guide transversal
142a Découpe ouverte
144 Deuxième guide complémentaire de l'organe de transmission 140
20 Moteur électrique
30 Transmission
31 Vis
311 Manchon
312 Fond
313 . Coupelle
314 Filetage
32 Ecrou
33 Billes 34 Liaison mécanique du moteur 20
35 Biellette
351 Extrémité de la. biellette
352 Extrémité de la biellette
40 Unité de commande
41 Capteur de demande de freinage
42 Pédale de frein
43 Tige de commande
45 Système d'assistance de conduite
XX Axe de l'alésage
X IX 1 » X2, X2 Axe de la vis
C 1C2 Circuit de freins
D1 D2 Directions orthogonales

Claims

R E V E N D I C A T I O N S
1 °) Dispositif d'actionné ment de système de freinage commandé par la pédale de frein et /ou un moyen de gestion du freinage pour alimenter les circuits de freins en liquide de frein sous pression,
comprenant :
- un maître-cylindre ( 10) relié aux circuits de freins (C l , C2) et comportant un piston primaire (12),
- un moteur électrique (20) commandé pour une action de freinage,
- une transmission (30) à vis / écrou à billes pour transformer le mouvement de rotation du moteur électrique (20) en un mouvement de translation du piston (12),
* l'écrou (32) bloqué en translation autorisant son avancée en mode dégradé et libre en rotation étant entraîné par le moteur (20),
* la vis (31) étant libre en translation mais bloquée en rotation,
* une biellette (35) libre étant appuyée entre le fond ( 122) du piston (12) et la vis (31 ) pour transmettre la poussée de la vis (31 ) au piston ( 12).
2°) Dispositif d'actionnement selon la revendication 1 ,
caractérisé en ce que
la biellette libre (35) comporte des extrémités (351 , 352) en forme de rotule coopérant respectivement avec une coupelle à rotule (123) réalisée dans le fond ( 122) du piston (12) et une coupelle à rotule (313) réalisée dans la vis (31).
3°) Dispositif d'actionnement selon la revendication 2,
caractérisé en ce que
la vis (31) est en forme de manchon (31 1) ouvert côté tourné vers le piston (12) et dont le fond (312) est muni de la coupelle à rotule (313).
4°) Dispositif d'actionnement selon la revendication 3,
caractérisé en ce que
le manchon (31 1) de la vis (31 ) recevant la biellette (35) est légèrement plus court que la biellette (35) pour que sa rotule (351), côté piston ( 12), dépasse du manchon (31 1) sans que le manchon (31 1) ne vienne au contact avec le fond ( 122) du piston (12).
5°) Dispositif d'actionnement selon la revendication 1 ,
caractérisé en ce que
la vis (31) est reliée au piston (12) par une liaison (14) en forme de joint d'Oldham entre le fond (122) du piston (12) et le manchon (31 1) de la vis (31). 6°) Dispositif d'actionnement selon la revendication 5,
caractérisé en ce que la liaison (14) comprend :
un premier guide (141) diamétral, porté par le fond (122) du piston (12) orienté dans une première direction (D l) passant par l'axe du piston (12),
- un second guide (142), diamétral, porté par l'extrémité du manchon (31 1) de la vis (31), orienté dans la seconde direction (D2) perpendiculaire à l'axe de la vis (31) et passant par celui-ci, et - un organe de transmission (140) muni d'un premier guide complémentaire, d'axe (D l), pour coopérer en coulissement avec le premier guide (1.41) et un second guide complémentaire (144), d'axe (D2), pour coopérer en coulissement avec le second guide (142) de la vis,
* les deux directions (D l , D2) étant orthogonales,
* cet organe de transmission (140) étant monté flottant entre la base (125) de la vis (31) sur les deux guides (141 , 142).
7°) Dispositif d'actionnement selon la revendication 6,
caractérisé en ce que
le premier guide (141) est un relief rectangulaire diamétral, de direction (D l) passant par l'axe (XX) du piston et perpendiculaire à celui-ci et le premier guide complémentaire de l'organe de transmission (140) est un logement rectangulaire recevant le premier guide (141 ) en coulissement et permettant le mouvement dans la direction (D l). 8°) Dispositif d 'actionnement selon la revendication 6, caractérisé en ce que
le deuxième guide (142) est une découpe ouverte ( 142a) diamétrale dans l'extrémité du manchon (141) de la vis et le deuxième guide complémentaire {144} est formé de deux doigts en position diamétrale d'orientation (D2) pour se loger dans l'encoche respective ( 142a) de la vis (31 ).
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