WO2020244936A1 - Motoreducteur pour actionneur de frein a tambour, comprenant un taux de reduction de 30 a 210 - Google Patents

Motoreducteur pour actionneur de frein a tambour, comprenant un taux de reduction de 30 a 210 Download PDF

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WO2020244936A1
WO2020244936A1 PCT/EP2020/064289 EP2020064289W WO2020244936A1 WO 2020244936 A1 WO2020244936 A1 WO 2020244936A1 EP 2020064289 W EP2020064289 W EP 2020064289W WO 2020244936 A1 WO2020244936 A1 WO 2020244936A1
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WO
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gear
motor
drum brake
output shaft
reduction
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/064289
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Inventor
Alberto MOLINARO
Cédric GUIGNON
Gérard Luu
Christophe Dupas
Original Assignee
Foundation Brakes France
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    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/14—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position
    • F16D65/16—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake
    • F16D65/22—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake adapted for pressing members apart, e.g. for drum brakes
    • 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
    • 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
    • B60T13/741—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 an ultimate actuator
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    • F16D51/00—Brakes with outwardly-movable braking members co-operating with the inner surface of a drum or the like
    • F16D51/16—Brakes with outwardly-movable braking members co-operating with the inner surface of a drum or the like shaped as brake-shoes pivoted on a fixed or nearly-fixed axis
    • F16D51/18—Brakes with outwardly-movable braking members co-operating with the inner surface of a drum or the like shaped as brake-shoes pivoted on a fixed or nearly-fixed axis with two brake-shoes
    • F16D51/20—Brakes with outwardly-movable braking members co-operating with the inner surface of a drum or the like shaped as brake-shoes pivoted on a fixed or nearly-fixed axis with two brake-shoes extending in opposite directions from their pivots
    • 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
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    • F16D2121/02—Fluid pressure
    • F16D2121/04—Fluid pressure acting on a piston-type actuator, e.g. for liquid pressure
    • 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
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    • F16D2121/00—Type of actuator operation force
    • F16D2121/18—Electric or magnetic
    • F16D2121/24—Electric or magnetic using motors

Definitions

  • the invention relates to drum brakes for motor vehicles. More specifically, it relates to a geared motor assembly for actuating the segments of a drum brake, offering limited space.
  • Such a drum brake 1 shown in FIG. 1 comprises a plate 2 of revolution of axis AX equipped with a first and a second segment in the shape of an arc of circles 4 and 3 which are radially mobile so as to be able to be pressed against the face.
  • cylindrical internal of a drum (not shown).
  • the segments 3 and 4 each comprise a core 3a, 4a of flat sheet metal in the form of a portion of a circular crown which carries a friction lining 3b, 4b, and are mounted diametrically opposed with their ends both resting on a wheel cylinder 6 hydraulic and on a mechanical actuator 7 carried by the plate 2.
  • These segments 3 and 4 are also biased towards each other by two return springs 8 and 9, and pressed against the plate 2 each by a spring 10, 11.
  • a wear take-up link 12 extends along the wheel cylinder 6 having a first end resting on the web 3a of the second segment 3 and a second end resting on the web 4a of the first segment 4.
  • the wheel cylinder 6 is intended to be actuated when using the drum brake 1 according to a first so-called “simplex" mode of operation, which provides progressive braking particularly suitable for braking the vehicle in service. It includes a hydraulic chamber closed at its ends by two pistons which move apart from one of the other when the hydraulic pressure increases and pushes the associated ends of segments 3 and 4.
  • the mechanical actuator 7 ensures for its part the parking and emergency braking by moving the associated ends of the segments apart to ensure rapid and powerful locking of the vehicle wheels according to a so-called "duoservo" operating mode, in particular when the cylinder wheel 6 is inactive.
  • This actuator is driven by an electric motor 21 of axis AY.
  • the document FR3016015 teaches providing a reduction module which transmits a rotation of the motor 21, more precisely a rotation of a motor pinion of axis AY driven directly by this motor, to the mechanical actuator 7.
  • This module reduction gear is centered on axis AY and comprises several stages of planetary gear trains of axis AY in order to ensure a sufficient speed reduction between its output measured at the level of an output pinion of axis AY coupling to the 'mechanical actuator 7 and its input measured at the motor pinion, that is to say a sufficient reduction rate.
  • the transmission module is then connected to a high power electric motor, expensive and bulky, so that the geared motor can satisfy all the braking conditions of the motor vehicle as well as the legal requirements concerning the braking of the vehicle.
  • the motor and the reduction module are housed together in a cylindrical housing.
  • the association of the motor and the reduction module requires placing the axis of the motor parallel to the axes of the epicyclic gears, and the axis of the reduction module parallel to the axes of the toothed wheels of the mechanical actuator. This results in a significant size of the gear motor.
  • the subject of the invention is a geared motor for a mechanical actuator of a vehicle drum brake.
  • the geared motor comprises an electric motor comprising an output shaft, and a reduction gear comprising an output shaft.
  • the geared motor is configured to have a reduction rate of between 30 and 210 between the output shaft of the electric motor and a coupling means of the reduction gear and the actuator.
  • the coupling means of the reducer and the actuator comprises a transmission gear.
  • This reduction rate corresponds to the ratio of the speed of rotation of the output shaft of the motor, at the input of the reducer, to the speed of rotation at the input of the actuator.
  • the reduction rate of the geared motor is for example substantially between 30 and 210 between the output shaft of the electric motor and the output of the reducer.
  • the reduction rate of the geared motor according to the invention it is possible to connect an electric motor of lower power to the gearbox. Because of its low power, the electric motor takes up less space. It is also less expensive.
  • the electric motor can also be brushless.
  • the volume of the geared motor is largely linked to the volume of the electric motor.
  • the reduction in the volume of the electric motor leads to a reduction in the volume of the gear motor, although this is partially compensated by an increase in the volume of the reducer.
  • the freedom of form and arrangement of the reducer in a vehicle is greater than that of the electric motor.
  • the geared motor according to the invention therefore has a reduced volume, a lower cost, greater freedom of shape and arrangement in a vehicle, while offering good braking performance for the vehicle and complying with legal requirements concerning the vehicle. vehicle braking.
  • the invention may optionally include one or more of the following features combined or not.
  • the geared motor comprises an angle transmission which comprises a gear with a flat wheel between the output shaft of the reduction gear and the mechanical actuator for the drum brake.
  • the actuator can then be arranged in continuity with the gear train and the geared motor can offer a form which can be even more easily integrated into a vehicle.
  • the geared motor comprises an angle transmission which comprises a gear with a flat wheel between the output shaft of the electric motor and the reduction gear.
  • the motor can then be arranged in continuity with the gear train and the geared motor can offer a form which can be even more easily integrated into a vehicle.
  • the reduction gear comprises stepped gears with tangential meshing.
  • Each stepped gear each comprises a toothed wheel and a coaxial pinion superimposed and integral with one another in rotation, the stepped gears being mounted so as to be able to rotate about axes of rotation parallel to each other.
  • the arrangement of the gears relative to each other is relatively free.
  • the general shape of the reducer can then be adapted to the configuration of the available space.
  • the reducer may for example have a relatively rectilinear shape, a curved shape, or even an S-shape.
  • the structure such a gearbox offers a certain freedom in the choice of the external shape of the gearmotor
  • the reducer can advantageously be relatively thin and flat in the direction of the axes of the pinions and toothed wheels. So it can be placed in small spaces.
  • a reduction module comprising a cascade of pinions and toothed wheels, advantageously formed by stepped gears, which can be deployed in very varied shapes to adapt to the geometry of the available space.
  • the small size of the gearmotor, the freedom to choose the shape of the gearbox and the freedom to arrange the gearmotor in a motor vehicle are all the more advantageous as the gearbox tends to have a large volume due to its high reduction ratio. .
  • the reduction gear only comprises stepped gears.
  • the stepped gears are at least partly alternating so that the geared motor has a generally substantially flat shape.
  • the output shaft of the electric motor is orthogonal to the axes of rotation around which the stepped gears are able to rotate.
  • the output axis of the reducer is parallel to the axes of rotation around which the stepped gears are mounted to rotate freely.
  • the reducer may include a plate and the axes around which the stepped gears are mounted to rotate freely, may be integral with the plate.
  • the plate comprises at least two portions arranged in distinct parallel planes.
  • the geared motor advantageously comprises a housing comprising a first part forming a bottom and a second part forming a cover, the plate being arranged in the bottom of the housing.
  • the reducer has between four to six stepped gears.
  • the invention also relates to a drum brake for a motor vehicle.
  • the drum brake comprises a drum, a plate, two segments, a mechanical actuator at least partially fixed on the plate, and a geared motor as defined above.
  • the actuator comprises in particular a screw-nut system, a first pusher and a second pusher, the screw-nut system being configured to move the first pusher and the second pusher in a linear movement so that the first pusher and the second pusher act in spacing the first segment and the second segment against the drum.
  • the geared motor is mounted on the plate so that the axes of rotation around which the stepped gears are mounted to rotate freely are parallel to the axis of revolution of the drum.
  • the mechanical actuator is configured to operate the drum brake in a servo duo type mode.
  • the reduction rate is between S0 and 70 between the output shaft of the electric motor and the coupling means of the reducer and the actuator.
  • the reduction rate of the geared motor is for example substantially between S0 and 70 between the output shaft of the electric motor and the output of the reducer, in particular an output shaft of the reducer or a transmission element at the output of the reducer.
  • the reduction rate is relatively low to allow rapid and powerful locking of the vehicle wheels when the drum brake has a so-called "duo-servo" operation.
  • the mechanical actuator is configured to operate the drum brake in a simplex type mode.
  • the reduction rate of the geared motor is between 70 and 210 between the output shaft of the electric motor and the coupling means of the reducer and the actuator.
  • the rate of reduction of the geared motor is for example substantially between 70 and 210 between the output shaft of the electric motor and the output of the reducer.
  • the reduction rate is relatively high so as to ensure progressive braking which is particularly suitable for braking the vehicle in service braking, when the drum brake operates in a mode of the so-called "simplex" type.
  • the drum brake is configured to immobilize a motorized vehicle weighing at least 500 kg on a slope of 30%, when it is mounted on the vehicle.
  • the drum brake and in particular the geared motor then comply with the legal requirements which correspond to extreme braking conditions.
  • a subject of the present invention is also a method for producing a geared motor as described above comprising:
  • the reduction ratio of the gear motor reducer is determined by the desired operating mode of the gear motor.
  • the present invention finally relates to a method for producing an electromechanically actuated drum brake comprising:
  • FIG. 1 is a perspective view of a drum brake with an electric parking brake actuator according to a known general design
  • FIG. 2A is a perspective view of a drum brake provided with a geared motor according to a first embodiment of the present invention, the drum and the cover of the geared motor housing not being shown
  • FIG. 2B is a perspective view of the brake of FIG. 2A on which the mechanical actuator is visible as well as the angle transmission between the reduction gear and the mechanical actuator
  • FIG. B is a detailed view of the angle transmission at the output of the motor of the geared motor which is represented in FIG. 2B,
  • FIG. 4 is a side view of the angle transmission at the output of the motor which is shown in FIG. 3,
  • Figure 5 is a perspective representation of the mounting of the geared motor and the drum brake on the chassis of a vehicle, the drum being omitted,
  • Figure 6 illustrates the operation of the mechanical actuator of the drum brake when the vehicle is at horizontal and substantially immobile,
  • Figure 7 illustrates the operation of the mechanical actuator of the drum brake when the drum brake is subjected to a torque in the counterclockwise direction
  • Figure 8 illustrates the operation of the mechanical actuator of the drum brake when the drum brake is subjected to a torque in the clockwise direction
  • FIG. 9 is a perspective view of a drum brake provided with a geared motor according to a second exemplary embodiment of the present invention, the drum and the cover of the geared motor housing not being shown.
  • the drum brake 1 of the first embodiment comprises a mechanical actuator 7 for the electric parking brake. It has a general design of the same type as that which has been described above for a drum brake of known structure. For the sake of brevity, the description of the general design of the drum brake 1 with reference to Figure 1 is not repeated here.
  • FIGS. 2A and 2B represent in perspective an advantageous example of an MRI geared motor according to the invention associated with the drum brake 1 according to the first embodiment.
  • the MRI geared motor comprises an electric motor 21 and a transmission or reduction module 32.
  • the electric motor 21 and its output shaft 24 extend along axis AY and the output axis of reducer 32 extends along an axis orthogonal to axis AY.
  • the transmission module is designed to extend parallel to the plate 2.
  • the kinematic chain of the transmission module is in the form of a so-called compound reduction in which the gear elements are in the form of a linear train of stepped gears with external contact, preferably four in number to six.
  • the gear elements are in the form of a linear train of stepped gears with external contact, preferably four in number to six.
  • the stepped gears 34, 35, 36 and 37 respectively comprise a first stage in the form of a toothed wheel 34a, 35a, 36a, 37a and a second stage in the form of a pinion 34b, 35b, 36b, 37b rigidly linked to the corresponding toothed wheel with a diameter smaller than this.
  • the gear 38 has a toothed wheel 38a and a pinion 38b.
  • the stepped gears 34, 35, 36, 37 and 38 are each intended to be mounted for rotation about a separate fixed axis AX34, AX35, AX36, AX37 and AX38, each of these axes being parallel to each other and arranged in this order according to the direction of reduction, ie from the motor pinion to the mechanical actuator 7. They are in particular dimensioned so that the pinion forming the output of a gear meshes with the toothed wheel of the following gear, with the toothed wheel 34a forming the input element of the kinematic chain, while the pinion 38b forms the output element of this chain.
  • the physical axes AX34, AX35, AX36, AX37 and AX38 are shown schematically by the geometric axes.
  • the brake 1 comprises a reduction rate between 30 and 210 between the output shaft 24 of the electric motor 21 and the input of the actuator 7. More precisely, the reduction rate is between 30 and 210 between the output shaft 24 of the electric motor and the toothed wheel 50 of the transmission gear 52 which transmits the rotation of the reduction gear 32 to the actuator 7.
  • the reduction rate of the gear motor is high, which makes it possible to use an electric motor 21 of low power, compact and inexpensive.
  • the arrangement of the electric motor 21 is less free than that of the stepped reduction gear 32.
  • the volume of the electric motor 21 represents the majority of the volume of the gear motor. Consequently, the reduction ratio of the reducer 32 makes it possible to reduce the volume of the geared motor and offers great freedom of shape and arrangement of the geared motor.
  • the freedom of form and arrangement of the geared motor is all the more important as the freedom of form and arrangement of the gear 32 is greater than that of the electric motor 21.
  • a reducer 32 in the form of a stepped gear train offers great freedom in the form that the reducer can take for a determined reduction rate.
  • the relative arrangement of the axes of the stepped gears is free, only the distances between the axes ensuring tangential engagement of a pinion and a toothed wheel are fixed. Therefore, the train of gears may have a more or less extended shape and thus may be best suited to the environment available around the wheel.
  • the axes of the gears are arranged substantially along an arc of this circle, this arc of a circle possibly having a more or less large radius of curvature. Indeed, the gear train can be more or less unwound while maintaining the reduction rate.
  • the axes of the gears are arranged along an S-shaped curve or along a straight line.
  • stepped gears makes it possible to reduce the length of the reduction chain and therefore to reduce the overhang of the motor which could be damaging in the long term for the operation of the geared motor and therefore of the brake.
  • a transmission module comprising pinions and single toothed wheels meshing with stepped gears does not depart from the scope of the present invention.
  • one or more idle wheels can be added within the reduction chain without modifying the reduction ratio, for example to lengthen the reduction chain in order to further offset the engine.
  • the reducer can be relatively flat and thin, which allows it to be more easily integrated along the drum.
  • the geared motor has a thickness of for example between 1 cm and 8 cm, preferably between 1.5 cm and 5 cm, more preferably between 2 cm and 3 cm, for example a thickness equal to 2.5 cm.
  • the freedom of form and arrangement of the reducer 32 is all the more advantageous as the volume of the reducer 32 is large because of its high reduction rate.
  • the geared motor can be seen housed between the plate 2 of the drum brake to which it is attached and the chassis C of the motor vehicle. It can be seen that the flat and elongated shape of the gear motor allows it to be housed in a narrow space and in addition, it allows the motor to be placed in a larger area to accommodate the motor.
  • the reduction gear according to the invention advantageously allows an offset of the motor relative to the mechanical actuator of the drum brake. As described above, this offset can be adjusted for example by lengthening the reduction chain by inserting one or more idle wheels in the reduction chain.
  • the axes AX34 to AX38 around which the stepped gears rotate are integral with a single plate 53 visible in FIG. 6, which is mounted in the bottom of a housing 54 housing the gear train.
  • the axes are perpendicular to the plate.
  • they are made in one piece with the plate 53 by molding or they are made of a metallic material and are overmolded in a plate made of plastic material or they are attached thereto.
  • the plate 53 is made of sheet metal, advantageously of steel.
  • the axes are directly integral with the housing, no plate is then implemented.
  • the plate has two portions 53.1 and 53.2 extending in two parallel planes. Axles AX34 and AX35 are attached to portion 53.1 and axes AX36, AX37 and AX38 are attached to portion 53.2.
  • This arrangement in several planes is made possible due to the degree of freedom offered by the meshing of the pinions and toothed wheels in the direction of the axes of the stepped gears.
  • This possibility of distributing the axes in several parallel planes offers additional freedom to adapt the shape of the gearbox to the environment. Indeed, if the environment requires a housing with one or more setbacks, the plate 53 can be shaped to follow these setbacks without modifying the reduction properties of the stepped gear chain.
  • the plate comprises three portions, two portions in the same plane and another portion in a different plane and parallel to the plane of the two portions, and connecting the two portions.
  • the reduction gear according to the invention offers both great freedom of shape in the plane orthogonal to the axes of the gears and also in the direction of the axes of the stepped gears.
  • the use of a single plate has the advantage of being able to produce the reduction chain beforehand and to be able to mount it simply in the housing.
  • the box houses both the motor and the reduction gear, which simplifies the assembly of the geared motor and the making of the seals.
  • the case has two parts, a first part 54.1 comprising the base on which the plate 53 rests carrying the axes of the stepped gears and a second part 54.2 forming a cover.
  • the bottom 54.1 houses both the motor and the reduction gear and the cover 54.2 covers both the motor and the reduction gear.
  • the bottom has a recess.
  • the shape of the cover can also be adapted to the environment and / or to the contours of the gears.
  • the first and the second part can be symmetrical with respect to a plane passing through the junction zone between the first and the second part.
  • the housing is advantageously produced by molding plastic material.
  • the housing 54 comprises means 56 for fixing the geared motor to the drum brake, more particularly the reduction gear to the plate in order to limit the movements of the reduction motor which could damage it and / or generate undesirable noise.
  • the means 56 for fixing the geared motor to the plate comprise screw passages 58 passing through the housing 54 in the X direction outside the gears, and in which screws are intended to be mounted cooperating with corresponding openings provided in the gears. the tray.
  • the screw passages 58 form means for positioning the plate relative to the bottom 54.1 of the case.
  • the screw passages comprise tubes made from material with the bottom 54.1 of the housing and notches 60 are formed in the outer edge of the plate 53. The notches and receive the tubes of the screw passages.
  • the axis of the electric motor is orthogonal to the axes of the stepped gears, it thus extends in the continuity of the gear train shape in the plane.
  • the geared motor then has a shape which can follow the peripheral edge of the drum around the axle.
  • the MRI geared motor comprises a first angle transmission 44 connecting the motor 21 and the reduction gear 32 and a second angle transmission 46 connecting the output of the transmission module and the actuator 7.
  • the first bevel gear 44 is advantageously of the flat wheel gear type and comprises a pinion 25 and a flat toothed wheel 34a, the pinion 25 meshing with the flat toothed wheel 34a.
  • the pinion 25 is in engagement with the output shaft 24 of the electric motor 21.
  • the flat toothed wheel 34a comprises a wheel the toothing of which is formed as a crown on one face of the wheel. In FIG. 3, one can see represented only the gear with a flat wheel.
  • the flat wheel angle transmission offers the advantage of offering freedom in the orientation of the axis of pinion 25 relative to the axis of toothed wheel 34a, ie great freedom in the choice of angle of the bevel gear.
  • the angle a between the axis AX34 and the axis AY can vary for example from 30 ° to 135 °. There is thus a large choice of orientations between the motor and the transmission module, to adapt the shape of the geared motor to that of the available space. In addition, the constraints on the mounting precision are reduced.
  • the position of the teeth of the pinion 25 relative to the teeth of the toothed wheel 34a can vary.
  • the meshing length Le corresponds to the length of the zone of engagement of the teeth of the pinion with the teeth of the toothed wheel 34a.
  • the pinion 25 can be arranged relative to the toothed wheel with a clearance j.
  • the clearance j is for example between +/- 1/100 mm and +/- 10 mm, advantageously between +/- 1/10 mm and +/- 5mm, preferably between +/- 1 mm and +/- 3mm and even more preferably between +/- 2mm
  • This assembly set made possible by the flat wheel gear helps to offer greater freedom in the arrangement of the various components of the geared motor. The constraints of mounting precision are also relaxed.
  • an angle transmission comprising a gear with a flat wheel offers an efficiency of the order of 97% to 99%.
  • the efficiency of a bevel gear bevel gear is about 30% lower than that of a flat gear bevel gear.
  • the second angle transmission is also flat wheel.
  • the toothed wheel 38a which is driven by the pinion 37b bears on one of its faces, the upper face in the representation of FIGS. 2A and 2B, the pinion 38b which meshes with a toothed wheel 48 of a transmission gear 52 which transmits the rotation of the geared motor to the actuator 7.
  • the transmission gear 52 comprises wheels 48, 50 with parallel axes.
  • Pinion 38b has a ring gear. Pinion 38b and toothed wheel 48 form the flat wheel gear of the second bevel gear of the actuator.
  • the transmission gear 52 comprises the toothed wheel 48 and a toothed wheel 50, which causes the spacing of the pistons bearing on the ends of the brake shoes and moves them apart in the direction of the drum.
  • the transmission gear 52 forms a means of coupling the reduction gear 32 and the actuator 7.
  • the first and the second angle transmitters are conical angle transmitters.
  • one of the angle transmissions has a flat wheel and the other is a conical angle transmission.
  • FIG. 9 one can see another example of geared motors MR2 according to the invention comprising an angle transmission 46 only at the output.
  • the output shaft of the electric motor directly drives the toothed wheel 34a.
  • the reduction of each toothed wheel / geared pinion pair is adapted so that the total reduction is that expected.
  • a reduction stage is eliminated with respect to the example of FIGS. 2A and 2B.
  • the output toothed wheel directly meshes with the toothed wheel teeth of the actuator.
  • the axes of the stepped gears are orthogonal to the axes of the stepped gears of Figures 2A and 2B.
  • the drum brake 1 makes it possible to immobilize the vehicle when stationary by preventing it from moving unexpectedly. It also fulfills legal requirements, for example by forming a second braking system independent of the vehicle's service braking system. It is also configured to immobilize a vehicle weighing at least 3500 kg on a 30% slope.
  • the drum brake 1 fulfills other functions of comfort and safety, in particular by virtue of its aptitude for self-diagnosis.
  • the mechanical actuator 7 can be used as service braking and / or parking braking of a motor vehicle wheel such as a motor vehicle.
  • the braking torque of the drum brake 1 is created by energy absorption under the effect of friction between, on the one hand, the bearing friction track by an interior surface of the drum 15, and on the other hand by the friction linings 3b, 4b of the first and second segments 4, 3. This friction is obtained by spacing the segments outwards, under the effect of the cylinder. wheel 6 which forms a first actuator of the drum brake 1.
  • this first actuator 6 brings the brake 1 to the service braking position, and the return to the rest position is achieved for example by return springs which interconnect the two segments 3, 4, as illustrated in figure 1.
  • the drum brake 1 is arranged to operate in simplex mode when it is actuated as a service brake.
  • the wheel cylinder 6 comprises two opposed pistons 61, 62, which each actuate one of the segments 3, 4 by moving their two ends 3d, 4d which are opposite each other away from one another. These two ends are here called “movable ends” 3d, 4d and they are represented at the top of FIG. 8. At its opposite end, called the stop end 3c, 4c, each segment 3, 4 rests on the plate 2 by means of an anchoring element which is integral with the plate 2 and which forms a stop for this segment 3 , 4.
  • the fulcrum of the two segments is formed by a housing 71 of the second mechanical actuator 7 by which the latter is rigidly secured to the plate 2.
  • This attachment of the housing 71 to the plate 2 is illustrated symbolically in figure 6 to figure 8 by the symbol of the earth, at the bottom and in the middle of the figures.
  • the second mechanical actuator 7 thus forms a fulcrum, as well as with each anchoring element a pivot region for the segments 3, 4.
  • the second mechanical actuator 7 comprises a linear actuator assembly 70 which, in parking or emergency brake mode, presses on the stop ends 3c, 4c of the segments 3, 4 to move them apart. one from the other, and thus put the segments 3, 4 in abutment against the friction track of the drum 15.
  • the second mechanical actuator 7 then serves as a spacer.
  • this second mechanical actuator 7 brings the brake 1 to the parking braking position, and the return to the rest position is achieved for example by the return springs.
  • the linear actuator assembly 70 includes a screw-nut system 73, 75, a first pusher 74 and a second pusher 72.
  • the screw-nut system 73, 75 comprises a nut 73 and a threaded rod 75 which is fixed in rotation and which mechanically engages the nut 73.
  • the screw-nut system 73, 75 forms a linear actuator assembly of the first pusher 74 and the second pusher 72 in an actuation direction D2.
  • the nut 73 carries an external toothing which can be driven in rotation by meshing the transmission gear 52 which forms a means for coupling the actuator 7 to the geared motor.
  • the first pusher 74 is rigidly secured to the nut 73.
  • the second pusher 71 is rigidly secured to the screw 75.
  • the first pusher 74 and the second pusher 72 are moved relative to each other in a linear movement, according to the actuation direction D2 which is a direction substantially tangential to the plate 2 and orthogonal to the axis of rotation AX of the drum. As indicated by the two arrows in FIG. 6, this movement presses the two pushers 72, 74 respectively on the two stop ends 3c, 4c of the first segment 4 and of the second segment 3.
  • FIG. 8 illustrates more particularly the case of a couple C5 in the clockwise direction.
  • the first segment 4 thus receives a torque C52 from the drum 15.
  • first segment 4 bears on an intermediate element formed by the rod 12 for taking up wear by means of a joint 12b, called first joint.
  • the first articulation 12b is for example a pivot or else formed by any other form of cooperation such as notches engaged between them.
  • the wear take-up link 12 is movable or "floating" relative to the plate 2, and is articulated in the same way with the "movable" end 3d of the other segment 3, so as to keep the one apart. on the other, their two mobile ends 4d, 3d.
  • the rod 12 thus transmits a support C23 to the mobile end 3d of the second segment 3, substantially tangentially to the plate 2 to an articulation 12a of the second segment 3 and of the take-up rod d 'wear 12.
  • This second articulation 12a is for example a pivot.
  • the second segment 3 Under the support of the wear take-up link 12, the second segment 3 bears on the track of the drum 15, and also receives by friction a torque C53 from the drum 15. By its opposite end, it is that is to say the “stop” end 3c, this second segment 3 transmits to the pusher 72 the set C30 of the torques received.
  • the actuator assembly 70 With respect to the housing 71 of the mechanical actuator 7, the actuator assembly 70 is mounted free in tangential translation around the axis of rotation AX, over a stroke limited by a stop on each side of its central position. In the direction of rotation of FIG.
  • the stop end 3c of the second segment 3 bears on the housing 71 of the spacer to transmit to the plate 2 the braking or holding torque created by the support. segments 3, 4 on the drum 15.
  • the stop end 3c of the second segment 3 and the housing 71 of the second mechanical actuator 7 bear on each other by means of the second pusher 72, for example by a shape accident, here a shoulder 77 carried by the pusher facing the outer surface of the housing 71 at the level of the vertical line in phantom in the figure.
  • the segment 4 whose stop end 4c first receives the movement of the drum 15 is the segment 4 on the left in the figure, which pivots and is arched on the articulation 12b of its opposite end and thus forms a "compressed” segment.
  • the second segment 3 also behaves as a “compressed” segment by arching on its stop end 3c.
  • the activation of the second mechanical actuator 7 causes this same brake assembly 1 to operate in "servo duo" mode, which provides a pressing force against the drum 15 much greater. than the simplex mode of the service brake, for the same piston ring actuation force.
  • the reduction rate of the brake 1 is for example between 30 and 70 between the output shaft 24 of the electric motor 21 and the wheel toothed 50 of the transmission gear 52.
  • the reduction rate is for example substantially between 30 and 70 between the output shaft 24 of the electric motor and the output of the reducer 32. This relatively low reduction rate makes it possible to provide a braking force sufficient, while limiting the structural modifications of the reducer 32 and while limiting the increase in volume of the reducer 32 compared to a reducer for a geared motor of conventional structure.
  • a couple C4 in the other direction drives the segments 3, 4 and the wear take-up link 12 in the other direction, which moves the actuator assembly 70 along the actuation direction D2 in a direction D23 opposite to the direction D22, according to the white arrow to the right and up to the stop position illustrated in the figure.
  • the braking torque is then transmitted by the stop end 4c of the first segment 4, that is to say the left segment, on the housing 71 of the spacer, via the shoulder 79 of the first pusher 74, at the level of the vertical line in phantom in the figure.
  • the mechanical actuator 7 is configured to brake the motor vehicle in simplex mode to provide service braking of the vehicle, parking braking and / or emergency braking of the vehicle.
  • the first actuator 6 is for example replaced by a fulcrum and it forms a region of pivoting of the segments 3, 4.
  • the reduction rate of the brake is then between 70 and 210 between the output shaft 24 of the electric motor 21 and the toothed wheel 50 of the transmission gear 52.
  • the reduction rate is in particular substantially between 70 and 210 between the output shaft 24 of the electric motor and the output of the reduction gear 32. This value range of the reduction ratio makes it possible to ensure progressive braking which is particularly suited to service braking of the vehicle, when the vehicle is traveling at a moderate speed or high.
  • the range of values of the reduction ratio of the reducer 32 makes it possible to connect an electric motor 21 of lower power to the reducer 32. Due to its low power, the electric motor 21 is less bulky. It is also less expensive.
  • the electric motor 21 can also be a brushless motor, as opposed to the brush motors which are conventionally used in geared motors for mechanical brake actuators.
  • the reducer 32 Due to its greater reduction rate, the reducer 32 has a larger volume than that of a conventional structure reducer for a drum brake geared motor 1. However, the overall volume of the geared motor is reduced. Above all, the reducer 32 has greater freedom of form and arrangement than the electric motor 21, which offers greater freedom of form and arrangement of the geared motor in a vehicle.
  • the geared motor according to the present invention can be easily integrated with spaces at the wheels of a wide variety of shapes and sizes, and therefore can be applied to different models of vehicle. Adapting this to a given space is relatively easy, in fact the shape of the geared motor can be modified by changing the relative arrangement of the axes of the stepped gears, in particular for a determined reduction rate. This adaptation does not require new long and expensive developments.
  • the geared motor according to the invention has a reduced volume, greater freedom of shape and arrangement, as well as a lower cost, while satisfying the extreme braking conditions during operation. use of the vehicle, as well as legal requirements regarding vehicle braking.
  • the drum brake 1 can comprise a second mechanical actuator 7 such as that described above instead of the wheel cylinder 6 of a brake 1 which has been described with reference to FIG. 1.
  • the second mechanical actuator 7 is in particular able to operate the drum brake 1 in simplex mode, in particular in service braking of the vehicle.
  • the reduction rate of the geared motor is in particular between 70 and 210 between the output shaft 24 of the electric motor 21 and the toothed wheel 50 of the transmission gear 52.
  • the reduction ratio of the geared motor is for example substantially between 70 and 210 between the output shaft 24 of the electric motor 21 and the output of the reducer 32.
  • the drum brake 1 can also include only mechanical actuators. In this case, it is not connected to a hydraulic braking circuit.
  • the vehicle can also include a disc brake for braking the same wheel as the drum brake 1, in particular in service braking.
  • the drum brake 1 serves as a parking brake.
  • the drum 15 is for example mounted inside the disc, according to a known architecture of the “drum in hat” type.
  • AX34, AX35, AX36, AX37, AX38 gear axes 34; 35, 36, 37, 38

Landscapes

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Abstract

La figure 2B représente un motoréducteur pour actionneur mécanique (7) de frein à tambour (1) de véhicule. Le motoréducteur comprend un moteur électrique (21) comprenant un arbre de sortie (24). Le motoréducteur comprend un réducteur (32) comportant un axe de sortie. Le réducteur (32) comprend un taux de réduction compris entre 30 et 210 entre l'arbre de sortie (24) du moteur électrique (21) et l'axe de sortie du réducteur (32).

Description

MOTOREDUCTEUR POUR ACTIONNEUR DE FREIN A TAMBOUR, COMPRENANT UN TAUX
DE REDUCTION DE 30 A 210
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
L'invention se rapporte aux freins à tambour pour véhicule motorisé. Plus précisément, elle concerne un ensemble motoréducteur pour actionner les segments d'un frein à tambour, offrant un encombrement limité.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
Il est connu du document FR3016015 d'implanter au sein d'un frein à tambour, un actionneur mécanique en plus de l'actionneur hydraulique prévu initialement. Un tel frein à tambour 1, représenté à la figure 1, comporte un plateau 2 de révolution d'axe AX équipé d'un premier et d'un deuxième segment en arc de cercles 4 et 3 mobiles radialement pour pouvoir être pressés contre la face interne cylindrique d'un tambour (non représenté).
Les segments 3 et 4 comportent chacun une âme 3a, 4a en tôle plane en forme de portion de couronne circulaire qui porte une garniture de frottement 3b, 4b, et sont montés diamétralement opposés avec leurs extrémités en appui à fois sur un cylindre de roue 6 hydraulique et sur un actionneur mécanique 7 portés par le plateau 2. Ces segments 3 et 4 sont en outre rappelés l'un vers l'autre par deux ressorts de rappel 8 et 9, et plaqués contre le plateau 2 chacun par un ressort 10, 11.
Une biellette de rattrapage d'usure 12 s'étend le long du cylindre de roue 6 en ayant une première extrémité en appui sur l'âme 3a du deuxième segment 3 et une seconde extrémité en appui sur l'âme 4a du premier segment 4.
Le cylindre de roue 6 est destiné à être actionné lors d'une utilisation du frein à tambour 1 selon un premier mode de fonctionnement dit "simplex", qui assure un freinage progressif particulièrement adapté pour freiner le véhicule en service. Il comprend une chambre hydraulique fermée à ses extrémités par deux pistons qui s'écartent l'un de l'autre lorsque la pression hydraulique augmente et pousse les extrémités associées des segments 3 et 4.
L'actionneur mécanique 7 assure quant à lui le freinage de stationnement et de secours en écartant les extrémités associées des segments pour assurer un blocage rapide et puissant des roues du véhicules selon un mode de fonctionnement dit "duo- servo", notamment quand le cylindre de roue 6 est inactif. Cet actionneur est entraîné par un moteur électrique 21 d'axe AY.
En pratique, l'une des difficultés associées à l'utilisation d'un actionneur mécanique réside dans la nécessité de convertir une vitesse rotation élevée associée à un faible couple du moteur électrique 21, en un faible déplacement avec un effort suffisant.
A cet effet, le document FR3016015 enseigne de prévoir un module de réduction qui transmet une rotation du moteur 21, plus précisément une rotation d'un pignon moteur d'axe AY entraîné directement par ce moteur, à l'actionneur mécanique 7. Ce module de réduction est centré sur l'axe AY et comprend plusieurs étages de trains épicycloïdaux d'axe AY afin d'assurer une démultiplication de vitesse suffisante entre sa sortie mesurée au niveau d'un pignon de sortie d'axe AY s'accouplant à l'actionneur mécanique 7 et son entrée mesurée au niveau du pignon moteur, c'est-à-dire un taux de réduction suffisant.
Néanmoins, le taux de réduction du module de réduction reste relativement faible. Le module de transmission est alors raccordé à un moteur électrique de forte puissance, coûteux et encombrant, pour que le motoréducteur puisse satisfaire à toutes les conditions de freinage du véhicule motorisé ainsi qu'aux exigences légales concernant le freinage du véhicule.
En outre, le moteur et le module de réduction sont logés ensemble dans un boîtier cylindrique. L'association du moteur et du module de réduction impose de disposer l'axe du moteur parallèlement aux axes des trains épicycloïdaux, et l'axe du module de réduction parallèlement aux axes des roues dentées de l'actionneur mécanique. Il en résulte un encombrement important du motoréducteur.
Or l'espace disponible au niveau des roues est relativement réduit. En outre cet espace est très variable en taille et en forme suivant le modèle de véhicule. Il est alors souhaitable de disposer d'un motoréducteur d'encombrement réduit facilitant son intégration sur différents modèles de véhicule.
EXPOSÉ DE L'INVENTION
C'est par conséquent un but de la présente invention d'offrir un motoréducteur, par exemple pour actionner un frein de parking d'un frein à tambour, présentant une architecture le rendant adaptable à des espaces disponibles de forme et de taille variables, tout en limitant son coût, en respectant les exigences légales et en permettant des conditions d'utilisation extrêmes du frein à tambour.
A cet égard, l'invention a pour objet un motoréducteur pour un actionneur mécanique de frein à tambour de véhicule. Le motoréducteur comporte un moteur électrique comprenant un arbre de sortie, et un réducteur comprenant un axe de sortie.
Selon l'invention, le motoréducteur est configuré pour présenter un taux de réduction compris entre 30 et 210 entre l'arbre de sortie du moteur électrique et un moyen d'accouplement du réducteur et de l'actionneur. Le moyen d'accouplement du réducteur et de l'actionneur comprend un engrenage de transmission. Ce taux de réduction correspond au rapport de la vitesse de rotation d'arbre de sortie du moteur, en entrée du réducteur, sur la vitesse de rotation en entrée de l'actionneur. Le taux de réduction du motoréducteur est par exemple sensiblement compris entre 30 et 210 entre l'arbre de sortie du moteur électrique et la sortie du réducteur.
Grâce au taux de réduction du motoréducteur selon l'invention, il est possible de raccorder un moteur électrique de plus faible puissance au réducteur. Du fait de sa faible puissance, le moteur électrique est moins encombrant. Il est également moins coûteux. Le moteur électrique peut également être sans balais.
Or, le volume du motoréducteur est lié en grande partie au volume du moteur électrique. La diminution du volume du moteur électrique entraîne une réduction du volume du motoréducteur, bien qu'elle soit partiellement compensée par une augmentation du volume du réducteur. Par ailleurs, la liberté de forme et d'agencement du réducteur dans un véhicule est supérieure à celle du moteur électrique. La diminution du volume du moteur électrique, y compris au détriment du volume du réducteur, offre donc une plus grande liberté de forme et d'agencement du motoréducteur dans un véhicule.
Le motoréducteur selon l'invention présente donc un volume réduit, un coût plus faible, une plus grande liberté de forme et d'agencement dans un véhicule, tout en offrant de bonnes performances de freinage du véhicule et en se conformant aux exigences légales concernant le freinage du véhicule.
L'invention peut comporter de manière facultative une ou plusieurs des caractéristiques suivantes combinées entre elles ou non.
Selon une particularité de réalisation, le motoréducteur comprend un renvoi d'angle qui comprend un engrenage à roue plate entre l'axe de sortie du réducteur et l'actionneur mécanique pour frein à tambour.
L'actionneur peut alors être disposé en continuité du train d'engrenages et le motoréducteur peut offrir une forme encore plus facilement intégrable dans un véhicule.
Selon une autre particularité de réalisation, le motoréducteur comprend un renvoi d'angle qui comporte un engrenage à roue plate entre l'arbre de sortie du moteur électrique et le réducteur.
Le moteur peut alors être disposé en continuité du train d'engrenages et le motoréducteur peut offrir une forme encore plus facilement intégrable dans un véhicule.
Selon une particularité de réalisation, le réducteur comporte des engrenages étagés à engrènement tangentiel. Chaque engrenage étagé comporte chacun une roue dentée et un pignon coaxiaux superposés et solidaires entre eux en rotation, les engrenages étagés étant montés mobiles en rotation autour d'axes de rotation parallèles entre eux.
Grâce à la structure du réducteur, la disposition des engrenages les uns par rapport aux autres est relativement libre. La forme générale du réducteur peut alors être adaptée à la configuration de l'espace disponible. Le réducteur peut par exemple avoir une forme relativement rectiligne, une forme courbe, voire une forme en S. La structure d'un tel réducteur offre une certaine liberté dans le choix de la forme extérieure du motoréducteur
En outre, le réducteur peut être avantageusement relativement fin et plat dans la direction des axes des pignons et roues dentées. Ainsi il peut être disposé dans des espaces réduits.
En d'autres termes, on réalise un module de réduction comportant une cascade de pignons et de roues dentées, avantageusement formés par des engrenages étagés, pouvant être déployés selon des formes très variées pour s'adapter à la géométrie de l'espace disponible.
Le faible encombrement du motoréducteur, la liberté de choix de la forme du réducteur et la liberté d'agencement du motoréducteur dans un véhicule motorisé sont d'autant plus intéressants que le réducteur tend à présenter un volume important du fait de son taux de réduction élevé.
Selon une particularité de réalisation, le réducteur comporte uniquement des engrenages étagés.
Selon une particularité de réalisation, les engrenages étagés sont au moins en partie alternés de sorte que le motoréducteur présente une forme générale sensiblement plate.
Selon une particularité de réalisation, l'arbre de sortie du moteur électrique est orthogonal aux axes de rotation autour desquels sont aptes à tourner les engrenages étagés.
Selon une particularité de réalisation, l'axe de sortie du réducteur est parallèle aux axes de rotation autour desquels sont montés libres en rotation les engrenages étagés.
Le réducteur peut comporter une platine et les axes autour desquels les engrenages étagés sont montés libres en rotation, peuvent être solidaires de la platine.
Dans un exemple de réalisation, la platine comporte au moins deux portions disposées dans des plans parallèles distincts. Le motoréducteur comporte avantageusement un boîtier comprenant une première partie formant un fond et une deuxième partie formant un couvercle, la platine étant disposée dans le fond du boîtier.
Par exemple, le réducteur comporte entre quatre à six engrenages étagés.
L'invention porte aussi sur un frein à tambour pour véhicule motorisé. Le frein à tambour comporte un tambour, un plateau, deux segments, un actionneur mécanique au moins partiellement fixé sur le plateau, et un motoréducteur tel que défini ci-dessus. L'actionneur comprend notamment un système vis-écrou, un premier poussoir et un deuxième poussoir, le système vis-écrou étant configuré pour déplacer selon un mouvement linéaire le premier poussoir et le deuxième poussoir pour que le premier poussoir et le deuxième poussoir sollicitent en écartement le premier segment et le deuxième segment contre le tambour.
Selon une particularité de réalisation, le motoréducteur est monté sur le plateau de sorte que, les axes de rotation autour desquels sont montés libres en rotation les engrenages étagés sont parallèles à l'axe de révolution du tambour.
Selon une particularité de réalisation, l'actionneur mécanique est configuré pour faire fonctionner le frein à tambour dans un mode de type duo servo. Le taux de réduction est compris entre S0 et 70 entre l'arbre de sortie du moteur électrique et le moyen d'accouplement du réducteur et de l'actionneur. Le taux de réduction du motoréducteur est par exemple sensiblement compris entre S0 et 70 entre l'arbre de sortie du moteur électrique et la sortie du réducteur, notamment un axe de sortie du réducteur ou un élément de transmission en sortie du réducteur.
Le taux de réduction est relativement faible pour permettre un blocage rapide et puissant des roues du véhicule lorsque le frein à tambour a un fonctionnement dit "duo-servo".
Selon une particularité de réalisation, l'actionneur mécanique est configuré pour faire fonctionner le frein à tambour dans un mode de type simplex. Le taux de réduction du motoréducteur est compris entre 70 et 210 entre l'arbre de sortie du moteur électrique et le moyen d'accouplement du réducteur et de l'actionneur. Le taux de réduction du motoréducteur est par exemple sensiblement compris entre 70 et 210 entre l'arbre de sortie du moteur électrique et la sortie du réducteur.
Le taux de réduction est relativement élevé de sorte à assurer un freinage progressif qui est particulièrement adapté pour freiner le véhicule en freinage de service, lorsque le frein à tambour fonctionne dans un mode de type dit "simplex".
Selon une particularité de réalisation, le frein à tambour est configuré pour immobiliser un véhicule motorisé d'au moins S500 kg sur une pente à 30%, lorsqu'il est monté sur le véhicule.
Le frein à tambour et en particulier le motoréducteur respectent alors les exigences légales qui correspondent à des conditions extrêmes de freinage.
La présente invention a également pour objet un procédé de réalisation d'un motoréducteur tel que décrit ci-dessus comportant :
- la fabrication de la platine et des axes solidairement à la platine,
- la mise en place des engrenages étagés autour des axes,
- la fourniture d'un boîtier comportant un fond et un couvercle,
- la mise en place de la platine munie des engrenages étagés dans le fond du boîtier,
- la mise en place du couvercle du boîtier.
Le taux de réduction du réducteur du motoréducteur est déterminé d'après le mode de fonctionnement souhaité du motoréducteur.
La présente invention a enfin pour objet un procédé de réalisation d'un frein à tambour à actionnement électromécanique comportant :
- la réalisation d'un frein à tambour,
- la réalisation d'un motoréducteur selon le procédé de réalisation tel que décrit ci- dessus,
- la mise en place du motoréducteur de sorte que l'engrenage étagé en sortie du réducteur entraîne via un renvoi d'angle une roue dentée de l'actionneur mécanique,
- la fixation du motoréducteur sur le plateau du frein à tambour. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés sur lesquels :
la figure 1, déjà décrite, est une vue en perspective d'un frein à tambour à actionneur de frein de parking électrique selon une conception générale connue,
la figure 2A est une vue en perspective d'un frein à tambour muni d'un motoréducteur selon un premier exemple de réalisation de la présente invention, le tambour et le couvercle du boîtier du motoréducteur n'étant pas représentés, la figure 2B est une vue en perspective du frein de la figure 2A sur laquelle l'actionneur mécanique est visible ainsi que le renvoi d'angle entre le réducteur et l'actionneur mécanique,
la figure B est une vue détaillée du renvoi d'angle en sortie du moteur du motoréducteur qui est représenté à la figure 2B,
la figure 4 est une vue de côté du renvoi d'angle en sortie du moteur qui est représenté à la figure 3,
la figure 5 est une représentation en perspective du montage du motoréducteur et du frein à tambour sur le châssis d'un véhicule, le tambour étant omis, la figure 6 illustre le fonctionnement de l'actionneur mécanique du frein à tambour lorsque le véhicule est à l'horizontale et sensiblement immobile,
la figure 7 illustre le fonctionnement de l'actionneur mécanique du frein à tambour lorsque le frein à tambour est soumis à un couple dans le sens antihoraire,
la figure 8 illustre le fonctionnement de l'actionneur mécanique du frein à tambour lorsque le frein à tambour est soumis à un couple dans le sens horaire,
la figure 9 est une vue en perspective d'un frein à tambour muni d'un motoréducteur selon un deuxième exemple de réalisation de la présente invention, le tambour et le couvercle du boîtier du motoréducteur n'étant pas représentés. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
Des parties identiques, similaires ou équivalentes des différentes figures portent les mêmes références numériques de façon à faciliter le passage d'une figure à l'autre.
Le frein à tambour 1 du premier mode de réalisation comporte un actionneur mécanique 7 de frein de parking électrique. Il présente une conception générale du même type que celle qui a été décrite précédemment pour un frein à tambour de structure connue. Par soucis de concision, la description de la conception générale du frein à tambour 1 en référence à la figure 1 n'est pas reprise ici.
Les figures 2A et 2B représentent en perspective un exemple avantageux d'un motoréducteur MRI selon l'invention associé au frein à tambour 1 selon le premier mode de réalisation.
Le motoréducteur MRI comporte un moteur électrique 21 et un module de transmission ou réducteur 32.
Dans l'exemple représenté, le moteur électrique 21 et son arbre de sortie 24 s'étendent le long d'axe AY et l'axe de sortie du réducteur 32 s'étend selon un axe orthogonal à l'axe AY.
Dans cet exemple, le module de transmission est prévu pour s'étendre parallèlement au plateau 2.
La chaîne cinématique du module de transmission se présente sous la forme d'une réduction dite composée dans lequel les éléments d'engrenage se présentent sous la forme d'un train linéaire d'engrenages étagés à contact extérieur, de préférence au nombre de quatre à six. Dans l'exemple des figures 2A et 2B, on dénombre cinq engrenages étagés 34, 35, 36, 37 et 38.
Les engrenages étagés 34, 35, 36 et 37 comprennent respectivement un premier étage sous la forme d'une roue dentée 34a, 35a, 36a, 37a et un second étage sous la forme d'un pignon 34b, 35b, 36b, 37b lié rigidement à la roue dentée correspondante avec un diamètre inférieur à celle-ci. L'engrenage 38 comporte une roue dentée 38a et un pignon 38b.
Les engrenages étagés 34, 35, 36, 37 et 38 sont prévus chacun pour être montés à rotation autour d'un axe distinct fixe AX34, AX35, AX36, AX37 et AX38, chacun de ces axes étant parallèles entre eux et disposés dans cet ordre suivant la direction de la réduction, i.e. depuis le pignon moteur jusqu'à l'actionneur mécanique 7. Ils sont notamment dimensionnés de façon à ce que le pignon formant la sortie d'un engrenage engrène dans la roue dentée de l'engrenage suivant, avec la roue dentée 34a formant l'élément d'entrée de la chaîne cinématique, tandis que le pignon 38b forme l'élément de sortie de cette chaîne. Les axes physiques AX34, AX35, AX36, AX37 et AX38 sont schématisés par les axes géométriques.
De manière générale, le frein 1 comprend un taux de réduction compris entre 30 et 210 entre l'arbre de sortie 24 du moteur électrique 21 et l'entrée de l'actionneur 7. Plus précisément, le taux de réduction est compris entre 30 et 210 entre l'arbre de sortie 24 du moteur électrique et la roue dentée 50 de l'engrenage de transmission 52 qui transmet la rotation du réducteur 32 à l'actionneur 7. Le taux de réduction du motoréducteur est élevé, ce qui permet d'utiliser un moteur électrique 21 de faible puissance, peu encombrant et peu coûteux.
L'agencement du moteur électrique 21 est moins libre que celui du réducteur étagé 32. Or le volume du moteur électrique 21 représente la majorité du volume du motoréducteur. Par conséquent, le taux de réduction du réducteur 32 permet de réduire le volume du motoréducteur et offre une grande liberté de forme et d'agencement du motoréducteur. La liberté de forme et d'agencement du motoréducteur est d'autant plus importante que le la liberté de forme et d'agencement du réducteur 32 est supérieure à celle du moteur électrique 21.
La mise en œuvre d'un réducteur 32 sous la forme d'un train à engrenages étagées offre une grande liberté dans la forme que peut prendre le réducteur pour un taux de réduction déterminé. En effet, la disposition relative des axes des engrenages étagés est libre, seules étant fixées les distances entre les axes assurant un engrènement tangentiel d'un pignon et d'une roue dentée. Par conséquent, le train d'engrenages peut présenter une forme plus ou moins déployée et ainsi peut être adapté au mieux à l'environnement disponible autour de la roue. Dans l'exemple représenté, les axes des engrenages sont disposés sensiblement le long d'un arc ce cercle, cet arc de cercle pouvant présenter un rayon de courbure plus ou moins important. En effet le train d'engrenages peut être plus ou moins déroulé tout en conservant le taux de réduction. Dans d'autres exemples de réalisation, les axes des engrenages sont disposés le long d'une courbe en S ou le long d'une droite.
En outre, la mise en oeuvre d'engrenages étagés permet de réduire la longueur de la chaîne de réduction et donc de réduire le porte-à-faux du moteur qui pourrait être dommageable à long terme pour le fonctionnement du motoréducteur et donc du frein.
Néanmoins, un module de transmission comportant des pignons et des roues dentées simples engrenant des engrenages étagés ne sort pas du cadre de la présente invention.
En outre, une ou plusieurs roues folles peuvent être ajoutées au sein de la chaîne de réduction sans modifier le rapport de réduction, par exemple pour allonger la chaîne de réduction en vue de déporter davantage le moteur.
De manière très avantageuse et comme cela est représenté sur les figures 2A et 2B, tout ou partie des engrenages étagés est alterné. Sur la figure 2A, les pignons 35b et 37b sont du même côté que la roue dentée 36a. Ainsi, le réducteur peut être relativement plat et fin, ce qui lui permet de pouvoir être plus facilement intégré le long du tambour. Le motoréducteur a une épaisseur comprise par exemple entre 1 cm et 8 cm, de préférence entre 1,5 cm et 5 cm, de manière encore préférée entre 2 cm et 3 cm, par exemple une épaisseur égale à 2,5 cm.
La liberté de forme et d'agencement du réducteur 32 est d'autant plus intéressante que le volume du réducteur 32 est important du fait de son taux de réduction élevé.
Sur la figure 5, on peut voir le motoréducteur logé entre le plateau 2 du frein à tambour auquel il est fixé et le châssis C du véhicule automobile. On constate que la forme plate et allongée du motoréducteur lui permet d'être logé dans un espace étroit et en outre permet de disposer le moteur dans une zone plus large pour recevoir le moteur. Le réducteur selon l'invention permet avantageusement un déport du moteur par rapport à l'actionneur mécanique du frein à tambour. Comme décrit ci-dessus, ce déport peut être ajusté par exemple en allongeant la chaîne de réduction en insérant une ou des roues folles dans la chaîne de réduction.
De manière très avantageuse, les axes AX34 à AX38 autour desquels les engrenages étagés tournent sont solidaires d'une platine 53 unique visible sur la figure 6, qui est montée dans le fond d'un boîtier 54 logeant le train d'engrenages. Les axes sont perpendiculaires à la platine. Par exemple ils sont réalisés d'un seul tenant avec la platine 53 par moulage ou ils sont en matériau métallique et sont surmoulés dans une platine en matériau plastique ou ils sont rapportés sur celle-ci. De préférence, la platine 53 est en tôle métallique, avantageusement en acier.
Dans un exemple de réalisation, les axes sont directement solidaires du boîtier, aucune platine n'est alors mise en oeuvre.
Dans l'exemple représenté, la platine comporte deux portions 53.1 et 53.2 s'étendant dans deux plans parallèles. Les axes AX34 et AX35 sont fixés à la portion 53.1 et les axes AX36, AX37 et AX38 sont fixés à la portion 53.2. Cette disposition en plusieurs plans est rendu possible du fait du degré de liberté offert par l'engrènement des pignons et roues dentées dans la direction des axes des engrenages étagés. Cette possibilité de répartir les axes dans plusieurs plans parallèle offre une liberté supplémentaire pour adapter la forme du réducteur à l'environnement. En effet, si l'environnement requiert un boîtier avec un ou plusieurs décrochements, la platine 53 peut être conformée pour suivre ces décrochements sans que soit modifié les propriétés de réduction de la chaîne d'engrenages étagés. Dans un exemple, la platine comporte trois portions, deux portions dans un même plan et une autre portion dans un plan différent et parallèle au plan des deux portions, et reliant les deux portions.
Le réducteur selon l'invention offre à la fois une grande liberté de forme dans le plan orthogonal aux axes des engrenages et également dans la direction des axes des engrenages étagés. La mise en œuvre d'une platine unique présente l'avantage de pouvoir réaliser la chaîne de réduction préalablement et de pouvoir la monter simplement dans le boîtier.
De manière très avantageuse, le boîtier loge à la fois le moteur et le réducteur, ce qui simplifie l'assemblage du motoréducteur et la réalisation des étanchéités. Dans l'exemple représenté, le boîtier comporte deux parties, une première partie 54.1 comportant le fond sur lequel repose la platine 53 portant les axes des engrenages étagés et une deuxième partie 54.2 formant couvercle. De manière très avantageuse, le fond 54.1 loge à la fois le moteur et le réducteur et le couvercle 54.2 recouvre à la fois le moteur et le réducteur.
Dans l'exemple des figures 2A et 2B, le fond présente un décrochement. La forme du capot peut également être adaptée à l'environnement et/ou aux contours des engrenages.
La première et la deuxième partie peuvent être symétriques par rapport à un plan passant par la zone de jonction entre la première et la deuxième partie.
Le boîtier est avantageusement réalisé par moulage de matière plastique.
De manière avantageuse, le boîtier 54 comporte des moyens 56 pourfixer le motoréducteur au frein à tambour, plus particulièrement le réducteur au plateau afin de limiter les déplacements du moteur réducteur qui pourraient l'endommager et/ou générer un bruit indésirable. Par exemple, les moyens 56 pour fixer le motoréducteur au plateau comportent des passages de vis 58 traversant le boîtier 54 dans la direction X à l'extérieur des engrenages, et dans lesquels sont destinées à être montées des vis coopérant avec des ouvertures correspondantes prévues dans le plateau.
De manière avantageuse, les passages de vis 58 forment des moyens de positionnement de la platine par rapport au fond 54.1 du boîtier. Dans l'exemple représenté, les passages de vis comportent des tubes issus de matière avec le fond 54.1 du boîtier et des encoches 60 sont formées dans le bord extérieur de la platine 53. Les encoches et reçoivent les tubes des passages de vis.
En variante, des moyens de positionnement distincts des passages de vis sont envisageables. De manière très avantageuse et comme cela est représenté sur les figures 2A et 2B, l'axe du moteur électrique est orthogonal aux axes des engrenages étagés, il s'étend ainsi dans la continuité de la forme train d'engrenages dans le plan. Le motoréducteur présente alors une forme qui peut suivre le bord périphérique du tambour autour de l'essieu. Dans cet exemple, le motoréducteur MRI comporte un premier renvoi d'angle 44 reliant le moteur 21 et le réducteur 32 et un deuxième renvoi d'angle 46 reliant la sortie du module de transmission et l'actionneur 7.
Le premier renvoi d'angle 44 est avantageusement de type engrenage à roue plate et comporte un pignon 25 et une roue dentée plate 34a, le pignon 25 engrenant dans la roue dentée plate 34a. Le pignon 25 est en prise avec l'arbre de sortie 24 du moteur électrique 21.
La roue dentée plate 34a comporte une roue dont la denture est formée en couronne sur une face de la roue. Sur la figure 3, on peut voir représenté seul l'engrenage à roue plate.
Le renvoi d'angle à roue plate offre l'avantage d'offrir une liberté dans l'orientation de l'axe du pignon 25 par rapport à l'axe de la roue dentée 34a, i.e. une grande liberté dans le choix de l'angle du renvoi d'angle. En effet l'angle a entre l'axe AX34 et l'axe AY peut varier par exemple de 30° à 135°. Ainsi on dispose d'un grand choix d'orientations entre le moteur et le module de transmission, pour adapter la forme du motoréducteur à celle de l'espace disponible. En outre les contraintes au niveau de la précision de montage sont réduites.
De plus, la position des dents du pignon 25 par rapport aux dents de la roue dentée 34a peut varier. Sur la figure 4, la longueur d'engrènement Le correspond à la longueur de la zone d'engagement des dents du pignon avec les dents de la roue dentée 34a. Le pignon 25 peut être disposé par rapport à la roue dentée avec un jeu j. Le jeu j est compris par exemple entre +/- 1/100 mm et +/- 10 mm, avantageusement entre +/- 1/10 mm et +/- 5mm, de manière préférée entre +/- 1 mm et +/- 3 mm et de manière encore plus préférée entre +/-2mm Ce jeu de montage permis par l'engrenage à roue plate participe à offrir une plus grande liberté dans l'agencement des différents éléments du motoréducteur. Les contraintes de précision de montage sont également davantage relâchées.
De plus un renvoi d'angle comportant un engrenage à roue plate offre une efficacité de l'ordre 97% à 99%. Par comparaison, l'efficacité d'un renvoi d'angle à roue conique est inférieure d'environ 30% de celle d'un renvoi d'angle à roue plate.
Dans l'exemple représenté et de manière avantageuse, le deuxième renvoi d'angle est également à roue plate. La roue dentée 38a qui est entraînée par le pignon 37b, porte sur une de ses faces, la face supérieure dans la représentation des figures 2A et 2B, le pignon 38b qui engrène une roue dentée 48 d'un engrenage de transmission 52 qui transmet la rotation du motoréducteur à l'actionneur 7. L'engrenage de transmission 52 comporte des roues 48, 50 à axes parallèles.
Le pignon 38b comporte une couronne dentée. Le pignon 38b et la roue dentée 48 forment l'engrenage à roue plate du deuxième renvoi d'angle de l'actionneur.
Dans l'exemple représenté, l'engrenage de transmission 52 comporte la roue dentée 48 et une roue dentée 50, qui provoque l'écartement de pistons en appui sur des extrémités des segments de frein et écarte ceux-ci en direction du tambour. L'engrenage de transmission 52 forme un moyen d'accouplement du réducteur 32 et de l'actionneur 7.
Selon une variante, les premier et le deuxième renvois d'angle sont des renvois d'angle coniques. Selon une autre variante l'un des renvois d'angle est à roue plate et l'autre est un renvoi d'angle conique.
Sur la figure 9, on peut voit un autre exemple de motoréducteurs MR2 selon l'invention comportant un renvoi d'angle 46 uniquement en sortie. Dans cet exemple, l'arbre de sortie du moteur électrique entraîne directement la roue dentée 34a. La réduction de chaque couple roue dentée/pignon engrenées est adaptée afin que la réduction totale soit celle attendue. En effet dans cet exemple un étage de réduction est supprimé par rapport à l'exemple des figures 2A et 2B. Dans un autre exemple non représenté, la roue dentée en sortie engrène directement les dents de roue dentée de l'actionneur. Dans ce cas, les axes des engrenages étagés sont orthogonaux aux axes des engrenages étagés des figures 2A et 2B.
Le frein à tambour 1 selon l'invention permet d'immobiliser le véhicule à l'arrêt en l'empêchant de bouger de façon inopinée. Il satisfait en outre aux exigences légales, par exemple en formant un deuxième système de freinage indépendant du système de freinage de service du véhicule. Il est également configuré pour immobiliser un véhicule d'au moins 3500 kg sur une pente à 30%. Le frein à tambour 1 remplit d'autres fonctions de confort et de sécurité, notamment de par son aptitude à l'autodiagnostic.
De manière générale, l'actionneur mécanique 7 peut être utilisé freinage de service et/ou un freinage de parking d'une roue de véhicule motorisé tel qu'un véhicule automobile.
En mode frein de service, le couple de freinage du frein à tambour 1 selon le premier ou le deuxième mode de réalisation est créé par absorption d'énergie sous l'effet d'un frottement entre d'une part, la piste de frottement portée par une surface intérieure du tambour 15, et d'autre part des garnitures de frottement 3b, 4b du premier et du deuxième segment 4, 3. Ce frottement est obtenu par écartement des segments vers l'extérieur, sous l'effet du cylindre de roue 6 qui forme un premier actionneur du frein à tambour 1.
Depuis la position de repos ou depuis la position de freinage de stationnement, ce premier actionneur 6 amène le frein 1 en position de freinage de service, et le retour à la position de repos est réalisé par exemple par des ressorts de rappel qui relient entre eux les deux segments 3, 4, comme illustré sur la figure 1.
Dans cet exemple, le frein à tambour 1 est agencé pour fonctionner en mode simplex lorsqu'il est actionné en tant que frein de service.
Le cylindre de roue 6 comprend deux pistons 61, 62 opposés, qui actionnent chacun l'un des segments 3, 4 en écartant l'une de l'autre leurs deux extrémités 3d, 4d qui sont en vis-à-vis. Ces deux extrémités sont ici appelées "extrémités mobiles" 3d, 4d et elles sont représentées en haut de la figure 8. A son extrémité opposée, dite extrémité de butée 3c, 4c, chaque segment 3, 4 s'appuie au plateau 2 par l'intermédiaire d'un élément d'ancrage qui est solidaire du plateau 2 et qui forme une butée pour ce segment 3, 4.
Dans l'exemple de la figure 1, le point d'appui des deux segments est réalisé par un boîtier 71 du deuxième actionneur mécanique 7 par lequel celui-ci est solidarisé rigidement au plateau 2. Cette solidarisation du boîtier 71 au plateau 2 est illustrée symboliquement en figure 6 à figure 8 par le symbole de la terre, en bas et au milieu des figures. Le deuxième actionneur mécanique 7 forme ainsi un point d'appui, ainsi qu'avec chaque élément d'ancrage une région de pivotement pour les segments 3, 4.
En référence à la figure 6, le deuxième actionneur mécanique 7 comprend un ensemble d'actionnement linéaire 70 qui, en mode frein de stationnement ou de secours, appuie sur les extrémités de butée 3c, 4c des segments 3, 4 pour les écarter l'une de l'autre, et mettre ainsi les segments 3, 4 en appui contre la piste de frottement du tambour 15. Le deuxième actionneur mécanique 7 sert alors d'écarteur.
Depuis la position de repos, ou depuis la position de freinage de service, ce deuxième actionneur mécanique 7 amène le frein 1 en position de freinage de stationnement, et le retour à la position de repos est réalisé par exemple par les ressorts de rappel.
Dans le présent exemple, l'ensemble d'actionnement linéaire 70 inclut un système vis-écrou 73, 75, un premier poussoir 74 et un deuxième poussoir 72.
Le système vis-écrou 73, 75 comprend un écrou 73 et une tige filetée 75 qui est fixe en rotation et qui engage mécaniquement l'écrou 73. Le système vis-écrou 73, 75 forme un ensemble d'actionnement linéaire du premier poussoir 74 et du deuxième poussoir 72 selon une direction D2 d'actionnement. L'écrou 73 porte une denture extérieure qui peut être entraîné en rotation en engrenant l'engrenage de transmission 52 qui forme un moyen d'accouplement de l'actionneur 7 au motoréducteur.
Le premier poussoir 74 est rigidement solidaire de l'écrou 73. Le deuxième poussoir 71 est rigidement solidaire de la vis 75. Le premier poussoir 74 et le deuxième poussoir 72 sont déplacés l'un par rapport à l'autre en un mouvement linéaire, selon la direction D2 d'actionnement qui est une direction sensiblement tangentielle au plateau 2 et orthogonale à l'axe de rotation AX du tambour. Comme indiqué par les deux flèches de la figure 6, ce déplacement appuie les deux poussoirs 72, 74 respectivement sur les deux extrémités de butée 3c, 4c du premier segment 4 et du deuxième segment 3.
Comme illustré en figure 7 et figure 8, dès qu'un couple de rotation, dans un sens C4 ou dans l'autre sens C5, est appliqué aux segments par le tambour 15 par rapport au plateau 2, par exemple du fait que le véhicule est stationné dans une pente ou que le frein de secours est actionné lorsque le véhicule est en mouvement, le tambour 15 tend à entraîner les segments 3, 4 en rotation dans le sens de ce couple en raison du contact de friction entre les segments 3, 4 et le tambour 15.
La figure 8 illustre plus particulièrement le cas d'un couple C5 dans le sens horaire. Par frottement, le premier segment 4 reçoit ainsi un couple C52 de la part du tambour 15.
Par son extrémité opposée, c'est-à-dire son extrémité "mobile" 4d, le premier segment 4 prend appui sur un élément intercalaire formé par la biellette 12 de rattrapage d'usure par l'intermédiaire d'une articulation 12b, dite première articulation. La première articulation 12b est par exemple un pivot ou bien formée par toute autre coopération de forme comme des encoches engagées entre elles.
La biellette de rattrapage d'usure 12 est mobile ou "flottante" par rapport au plateau 2, et est articulée de la même façon avec l'extrémité "mobile" 3d de l'autre segment 3, de façon à maintenir écartées l'une de l'autre leurs deux extrémités mobiles 4d, 3d.
Sous l'appui du premier segment 4, la biellette 12 transmet ainsi un appui C23 à l'extrémité mobile 3d du deuxième segment 3, de façon sensiblement tangentielle au plateau 2 à une articulation 12a du deuxième segment 3 et de la biellette de rattrapage d'usure 12. Cette deuxième articulation 12a est par exemple un pivot.
Sous l'appui de la biellette de rattrapage d'usure 12, le deuxième segment 3 prend appui sur la piste du tambour 15, et reçoit lui aussi par frottement un couple C53 de la part du tambour 15. Par son extrémité opposée, c'est-à-dire l'extrémité "de butée" 3c, ce deuxième segment 3 transmet au poussoir 72 l'ensemble C30 des couples reçus. Par rapport au boîtier 71 de l'actionneur mécanique 7, l'ensemble d'actionnement 70 est monté libre en translation tangentielle autour de Taxe de rotation AX, sur une course limitée par une butée de chaque côté de sa position centrale. Dans le sens de rotation de la figure 5, sous l'effet des couples C52 et C53 transmis par le tambour 15, les segments 3, 4 ont ainsi pour effet de déplacer l'ensemble d'actionnement 70 dans le sens de ces couples, soit dans la direction d'actionnement D2 dans le sens D22 selon la flèche blanche vers la gauche et jusqu'à la position de butée illustrée sur la figure 8.
Ainsi, dans le mode de frein de stationnement ou de secours, l'extrémité de butée 3c du deuxième segment 3 prend appui sur le boîtier 71 de l'écarteur pour transmettre au plateau 2 le couple de freinage ou de maintien créé par l'appui des segments 3, 4 sur le tambour 15.
Dans le présent exemple, l'extrémité de butée 3c du deuxième segment 3 et le boîtier 71 du deuxième actionneur mécanique 7 prennent appui l'un sur l'autre par l'intermédiaire du deuxième poussoir 72, par exemple par un accident de forme, ici un épaulement 77 porté par le poussoir en vis-à-vis de la surface extérieure du boîtier 71 au niveau de la ligne verticale en trait mixte sur la figure.
Dans ce sens de rotation de la figure 8, le segment 4 dont l'extrémité de butée 4c reçoit en premier le mouvement du tambour 15 est le segment 4 de gauche sur la figure, qui pivote et s'arcboute sur l'articulation 12b de son extrémité opposée et forme ainsi un segment "comprimé". De façon proche, recevant ainsi un effort tangentiel par son extrémité 3d recevant le mouvement, le deuxième segment 3 se comporte lui aussi en segment "comprimé" en s'arcboutant sur son extrémité de butée 3c.
Ainsi, en mode de frein de stationnement ou de secours, l'activation du deuxième actionneur mécanique 7 fait fonctionner ce même ensemble de frein 1 sur le mode "duo servo", qui fournit un effort d'appui contre le tambour 15 beaucoup plus important que le mode simplex du frein de service, pour un même effort d'actionnement des segments.
Pour permettre à l'actionneur mécanique 7 de faire fonctionner le frein à tambour 1 en mode duo servo, le taux de réduction du frein 1 est par exemple compris entre 30 et 70 entre l'arbre de sortie 24 du moteur électrique 21 et la roue dentée 50 de l'engrenage de transmission 52. Le taux de réduction est par exemple sensiblement compris entre 30 et 70 entre l'arbre de sortie 24 du moteur électrique et la sortie du réducteur 32. Ce taux de réduction relativement faible permet de fournir un effort de freinage suffisant, tout en limitant les modifications structurelles du réducteur 32 et tout en limitant l'augmentation de volume du réducteur 32 par rapport à un réducteur pour motoréducteur de structure classique.
Dans le sens de rotation de la figure 7 qui est inversé par rapport à celui de la figure 8, un couple C4 dans l'autre sens entraîne les segments 3, 4 et la biellette de rattrapage d'usure 12 dans l'autre sens, ce qui déplace l'ensemble d'actionnement 70 selon la direction d'actionnement D2 dans un sens D23 opposé au sens D22, selon la flèche blanche vers la droite et jusqu'à la position de butée illustrée sur la figure.
Le couple de freinage est alors transmis par l'extrémité de butée 4c du premier segment 4, c'est-à-dire le segment de gauche, sur le boîtier 71 de l'écarteur, par l'intermédiaire de l'épaulement 79 du premier poussoir 74, au niveau de la ligne verticale en trait mixte sur la figure.
Dans une variante de réalisation non représentée, l'actionneur mécanique 7 est configuré pour freiner le véhicule motorisé en mode simplex pour assurer le freinage de service du véhicule, le freinage de stationnement et/ou le freinage d'urgence du véhicule. Dans ce cas, le premier actionneur 6 est par exemple remplacé par un point d'appui et il forme une région de pivotements des segments 3, 4.
Le taux de réduction du frein est alors compris entre 70 et 210 entre l'arbre de sortie 24 du moteur électrique 21 et la roue dentée 50 de l'engrenage de transmission 52. Le taux de réduction est notamment sensiblement compris entre 70 et 210 entre l'arbre de sortie 24 du moteur électrique et la sortie du réducteur 32. Cette plage de valeur du taux de réduction permet d'assurer un freinage progressif qui est particulièrement adapté au freinage de service du véhicule, lorsque le véhicule roule à une vitesse modérée ou élevée.
La plage de valeurs du taux de réduction du réducteur 32 permet de raccorder un moteur électrique 21 de plus faible puissance au réducteur 32. Du fait de sa faible puissance, le moteur électrique 21 est moins encombrant. Il est également moins coûteux.
Le moteur électrique 21 peut aussi être un moteur sans balais, par opposition aux moteurs à balais qui sont classiquement employés dans les motoréducteurs pour actionneur mécaniques de frein.
Du fait de son taux de réduction plus important, le réducteur 32 présente un volume plus grand que celui d'un réducteur de structure classique pour motoréducteur de frein à tambour 1. Néanmoins, le volume global du motoréducteur est réduit. Surtout, le réducteur 32 présente une plus grande liberté de forme et d'agencement que le moteur électrique 21, ce qui offre une plus grande liberté de forme et d'agencement du motoréducteur dans un véhicule.
Le motoréducteur selon la présente invention peut être facilement intégré à des espaces au niveau des roues de forme et de taille très variées, et donc peut être appliqué à différentes modèles de véhicule. L'adaptation de celui-ci à un espace donné est relativement aisée, en effet la forme du motoréducteur peut être modifiée en changeant la disposition relative des axes des engrenages étagés, notamment pour un taux de réduction déterminé. Cette adaptation ne nécessite pas de nouveaux développements longs et coûteux.
Grâce à son taux de réduction élevé, le motoréducteur selon l'invention présente un volume réduit, une plus grande liberté de forme et d'agencement, ainsi qu'un coût plus faible, tout en satisfaisant aux conditions extrêmes de freinage lors de l'utilisation du véhicule, ainsi qu'aux exigences légales concernant le freinage du véhicule.
Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation représentés sans sortir du cadre de l'exposé de l'invention.
En particulier, le frein à tambour 1 peut comprendre un deuxième actionneur mécanique 7 tel que celui décrit ci-dessus au lieu du cylindre de roue 6 d'un frein 1 qui a été décrit en référence à la figure 1. Dans ce cas, le deuxième actionneur mécanique 7 est notamment apte à faire fonctionner le frein à tambour 1 en mode simplex, en particulier en freinage de service du véhicule. Le taux de réduction du motoréducteur est notamment compris entre 70 et 210 entre l'arbre de sortie 24 du moteur électrique 21 et la roue dentée 50 de l'engrenage de transmission 52. En particulier, le taux de réduction du motoréducteur est par exemple sensiblement compris entre 70 et 210 entre l'arbre de sortie 24 du moteur électrique 21 et la sortie du réducteur 32.
Le frein à tambour 1 peut également comprendre uniquement des actionneurs mécaniques. Dans ce cas, il n'est pas raccordé à un circuit hydraulique de freinage.
Le véhicule peut également comprendre un frein à disque pour freiner la même roue que le frein à tambour 1, notamment en freinage de service. Dans ce cas, le frein à tambour 1 sert de frein de parking. Le tambour 15 est par exemple monté à l'intérieur du disque, selon une architecture connue de type « drum in hat ».
NOMENCLATURE EN REFERENCE AUX FIGURES
1 : frein à tambour
2 : plateau
3 : deuxième segment
4 : premier segment
3a, 4a : âmes
3b, 4b : garnitures de frottement
3c, 4c : extrémités de butée des segments
3d, 4d : extrémités mobiles des segments
6 : cylindre de roue hydraulique
7 : actionneur mécanique
8, 9 : ressorts de rappel
10, 11 : ressorts latéraux
12 : biellette de rattrapage d'usure
12a, 12b : articulations de la biellette de rattrapage d'usure
15 : tambour
21 : moteur électrique
24 : arbre de sortie 25 : pignon
32 : réducteur
34 ; 35, 36, 37, 38 : engrenages étagés
34a, 35a, 36a, 37a, 38a : roues dentées
34b, 35b, 36b, 37b, 38b : pignons
44 : premier renvoi d'angle
46 : deuxième renvoi d'angle
52 : engrenage de transmission
48, 50 : roues dentées de l'engrenage de transmission
53 : platine
54 : boîtier
54.1 : première partie du boîtier
56 : moyens pour fixer le motoréducteur sur le plateau
58 : passages de vis
61, 62 : pistons de cylindre de roue
70 : ensemble d'actionnement linéaire
71 : boîtier principal
72 : deuxième poussoir - vis de système vis écrou
73 : écrou de système vis-écrou
74 : premier poussoir
75 : partie mâle filetée
77 : épaulement de la vis
79 : épaulement du premier poussoir
AX, AY : axes
AX34, AX35, AX36, AX37, AX38 : axes des engrenages 34 ; 35, 36, 37, 38
Le : longueur d'engrènement
MRI, MR2 : motoréducteur

Claims

REVENDICATIONS
1. Motoréducteur pour actionneur mécanique (7) de frein à tambour (1) de véhicule, comprenant :
un moteur électrique (21) comprenant un arbre de sortie (24), et
un réducteur (32) comprenant un axe de sortie,
caractérisé en ce que le motoréducteur est configuré pour présenter un taux de réduction compris entre 30 et 210 entre l'arbre de sortie (24) du moteur électrique (21) et un moyen d'accouplement (50, 48, 52) du réducteur (32) et de l'actionneur qui comprend un engrenage de transmission (52).
2. Motoréducteur selon la revendication précédente, comprenant un renvoi d'angle (46) qui comprend un engrenage à roue plate entre l'axe de sortie du réducteur (32) et l'actionneur mécanique (7) pour frein à tambour (1).
3. Motoréducteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un renvoi d'angle (44) qui comporte un engrenage à roue plate entre l'arbre de sortie (24) et le réducteur (32).
4. Motoréducteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le réducteur (32) comporte des engrenages étagés (34, 35, 36, 37, 38) à engrènement tangentiel, chaque engrenage étagé comportant chacun une roue dentée et un pignon coaxiaux superposés et solidaires entre eux en rotation, lesdits engrenages étagés (34, 35, 36, 37, 38) étant montés mobiles en rotation autour d'axes de rotation (AX34, AX35, AX36, AX37, AX38) parallèles entre eux.
5. Motoréducteur selon la revendication précédente, dans lequel le réducteur (32) comporte uniquement des engrenages étagés (34, 35, 36, 37, 38).
6. Motoréducteur selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, dans lequel les engrenages étagés (34, 35, 36, 37, 38) sont au moins en partie alternés de sorte que le motoréducteur présente une forme générale sensiblement plate.
7. Motoréducteur selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, dans lequel l'arbre de sortie (24) du moteur électrique (21) est orthogonal aux axes de rotation (AX34, AX35, AX36, AX37, AX38) autour desquels sont aptes à tourner les engrenages étagés (34, 35, 36, 37, 38).
8. Motoréducteur selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, dans lequel l'axe de sortie du réducteur (32) est parallèle aux axes de rotation (AX34, AX35, AX36, AX37, AX38) autour desquels sont montés libres en rotation les engrenages étagés (34, 35, 36, 37, 38).
9. Frein à tambour (1) pour véhicule motorisé, comportant un tambour (15), un plateau (2), deux segments (3, 4), un actionneur mécanique (7) au moins partiellement fixé sur le plateau (2) et un motoréducteur selon l'une des revendications précédentes qui est accouplé à l'actionneur mécanique (7), l'actionneur mécanique (7) étant configuré pour solliciter les segments (3, 4) en écartement pour freiner le véhicule.
10. Frein à tambour (1) selon la revendication précédente, dans lequel le motoréducteur est monté sur le plateau (2) de sorte que, les axes de rotation (AX34, AX35, AX36, AX37, AX38) autour desquels sont montés libres en rotation les engrenages étagés (34, 35, 36, 37, 38) sont parallèles à l'axe (AX) du tambour.
11. Frein à tambour (1) selon l'une quelconque des revendications 9 et 10, dans lequel l'actionneur mécanique (7) est configuré pour faire fonctionner le frein à tambour (1) dans un mode de type duo servo,
le taux de réduction étant compris entre 30 et 70 entre l'arbre de sortie (24) du moteur électrique (21) et le moyen d'accouplement (50, 48, 52) du réducteur (32) et de l'actionneur.
12. Frein à tambour (1) selon l'une quelconque des revendications 9 à 10, dans lequel l'actionneur mécanique (7) est configuré pour faire fonctionner le frein à tambour (1) dans un mode de type simplex,
le taux de réduction étant compris entre 70 et 210 entre l'arbre de sortie (24) du moteur électrique (21) et le moyen d'accouplement (50, 48, 52) du réducteur (32) et de l'actionneur.
13. Frein à tambour (1) selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, dans lequel le frein à tambour (1) est configuré pour immobiliser un véhicule d'au moins 3500 kg sur une pente à 30%, lorsqu'il est monté sur le véhicule.
PCT/EP2020/064289 2019-06-03 2020-05-22 Motoreducteur pour actionneur de frein a tambour, comprenant un taux de reduction de 30 a 210 WO2020244936A1 (fr)

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