WO2022179861A1 - Actionneur électromécanique pour système de freinage de véhicule - Google Patents

Actionneur électromécanique pour système de freinage de véhicule Download PDF

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WO2022179861A1
WO2022179861A1 PCT/EP2022/053326 EP2022053326W WO2022179861A1 WO 2022179861 A1 WO2022179861 A1 WO 2022179861A1 EP 2022053326 W EP2022053326 W EP 2022053326W WO 2022179861 A1 WO2022179861 A1 WO 2022179861A1
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coating
nut
vehicle braking
screw
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PCT/EP2022/053326
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English (en)
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Thierry Pasquet
Philippe Bourlon
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Hitachi Astemo France
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    • F16H25/24—Elements essential to such mechanisms, e.g. screws, nuts
    • F16H2025/249—Special materials or coatings for screws or nuts

Definitions

  • Electromechanical actuator for a vehicle braking system The invention relates to a braking system for a vehicle. More specifically, the invention relates to a vehicle braking system comprising an electromechanical actuator and to a method of manufacturing a member for converting a rotational movement into a translational movement for such an actuator.
  • a braking system for example a disc braking system more commonly called “disc brake” or a drum braking system more commonly called “drum brake”, generally comprises friction means connected to an actuator capable of moving the friction means in the direction of a braking member fixed to a wheel of the vehicle. The purpose of this is to bring the friction means into contact with the braking device in order to brake the vehicle by friction or to move them away from the friction device in order to stop braking.
  • the friction means are formed by brake pads and the braking member is formed by a disc secured to the wheel.
  • the friction means are formed by at least one segment carrying a brake lining and the braking member is formed by a drum secured to the wheel.
  • the actuator generally comprises an electric motor coupled to a member for converting a rotational movement, of the electric motor, into a translational movement, transmitted to the friction means.
  • an electromechanical actuator Known in the state of the art is a conversion member formed by assembling a nut and a screw housed in the nut.
  • the screw comprises on an outer face a thread capable of cooperating with a tapped hole of the nut.
  • the motor rotates the screw, which generates a helical movement of the nut relative to the screw and a sliding of the nut relative to the motor to drive the friction means in translation relative to the braking member.
  • the rotation of the screw relative to the nut generates friction between these two elements, so that the thread of the screw and the tapped hole of the nut wear as the braking system is put to use.
  • the deterioration of the screw and the nut reduces the efficiency of the motion conversion, thus generating energy losses which it is preferable to avoid.
  • the screw may no longer drive the nut, which prevents the movement of the means of friction and therefore the proper functioning of the braking system, which represents a danger for the integrity of the vehicle and its passengers.
  • a vehicle braking system comprising an electromechanical actuator which comprises a member for converting a rotational movement into a translational movement comprising a coating comprising a lubricating layer comprising nickel and phosphorus .
  • the grease of the prior art is replaced by the coating which allows a better reduction of the friction of the conversion member than the grease.
  • This coating is less prone to contamination by metal particles than grease, so the coating has a longer life than grease.
  • the coating can also be deposited very precisely and uniformly on the conversion component, much more so than grease. This avoids the manifestation of “peak effects”, which can be translated as “peak effects”, corresponding to metal-to-metal contacts which would disturb the performance of the coating.
  • the presence of nickel in the coating gives it anti-corrosion properties and hardness which also contribute to increasing the life of the conversion device.
  • this type of coating generally makes it possible to double the life of the conversion component, in particular via two effects compared to grease: a greater reduction in the friction of the component conversion, and a low influence of metal particles on coating performance.
  • the conversion member comprises a screw and a nut.
  • the invention is thus adapted to such a conversion member which is generally used because it is inexpensive and simple to implement.
  • the coating is deposited on the screw or on the nut. This makes it possible to choose the element from among the screw and the nut on which the coating is deposited, which shows the flexibility in the implementation of the invention.
  • the coating is present on the screw and on the nut.
  • the lubricating layer has a phosphorus content of between 9 and 12% by weight.
  • the lubricating layer also comprises a fluoropolymer, preferably polytetrafluoroethylene.
  • a fluoropolymer preferably polytetrafluoroethylene.
  • the addition of fluoropolymer further increases the lubricity of the coating.
  • the coating comprises a nickel adhesion layer located under the lubricating layer.
  • the adhesion layer improves the mechanical strength of the lubricating layer on the conversion component, which improves its lifespan. In addition, the adhesion layer improves the protection of the conversion device against corrosion.
  • the coating has a thickness of between 10 and 80 ⁇ m, preferably between 15 and 20 ⁇ m. It has been found that these ranges of thicknesses make it possible to obtain a good compromise between the lubricating capacity of the coating and the service life of the coating.
  • the braking system is of the dry braking system type.
  • a braking system, disc, vehicle comprising an electromechanical actuator as defined in the foregoing, as well as a braking system, drum, vehicle, comprising an electromechanical actuator such as defined in the above.
  • the invention is thus suitable for these two different types of braking systems.
  • Figure 1 is a perspective and sectional view of a braking system according to a first embodiment of the invention
  • figure 2 is an exploded diagram of a component for converting a rotational movement into a translational movement, included in the braking system of figure 1,
  • Figure 3 is an enlarged view of part of a screw or nut of the conversion member of Figure 2, and
  • Figure 4 is a perspective and sectional view of a braking system according to a second embodiment of the invention.
  • FIG. 1 a vehicle braking system 2 according to a first embodiment of the invention.
  • This system 2 comprises a housing 4 secured to a chassis of a vehicle in which the system 2 is installed, and friction means 6 mounted to slide relative to the housing 4.
  • the friction means 6 are here formed by two plates intended to come into contact with opposite faces of a disc 8 secured to a wheel of the vehicle (not shown), disc 8 extending partially between the two pads 6.
  • System 2 here has a conventional floating caliper configuration. This configuration will be described later. We will also describe later how the braking system 2 makes it possible to slow down the vehicle.
  • the system 2 is of the dry type and comprises an electromechanical actuator 10 intended to convert a torque produced by an electric motor 12 into a sliding of the pads 6 towards the disc 8 and a tightening of the latter.
  • the electromechanical actuator 10 comprises a member 14 for converting a rotational movement into a translational movement, referred to more simply as “conversion member” in the following.
  • the conversion member 14 is shown on a larger scale in Figure 2. It comprises a screw 16 coupled to the electric motor 12 so that a torque produced by the motor 12 makes it possible to drive the screw 16 in rotation relative to the housing 4 around a main axis 18 of the screw 16.
  • the screw 16 has a net 20 on its outer surface.
  • the conversion member 14 comprises a nut 22 mounted fixed in rotation relative to the housing 4 and slidably movable relative to the conversion member 14 along the axis 18.
  • the nut 22 has a tapped hole 24.
  • the nut 22 is coupled with screw 16 through thread 20 and tapped hole 24 so that screw 16 and nut 22 form a helical connection.
  • This helical connection is preferably irreversible. This means that a rotation of the screw 16 is capable of causing the sliding of the nut 22 relative to the screw 16, but that a force acting on the nut 22 to make it slide is not able to cause the screw 16 to rotate in return. This has the effect of improving the safety of the conversion member 14, since it is generally not designed to transform a translational movement into a rotational movement.
  • the electromechanical actuator 10 comprises a piston 26 mounted to slide parallel to the axis 18 with respect to the housing 4 and having a duct or housing 28 in which the screw 16 and the nut 22 extend.
  • the piston 26 is fixed rigidly to one, proximal, of the two plates 6. The latter is thus mounted to slide parallel to the axis 18 with respect to the housing 4.
  • the latter is at least partially covered with a coating 30 comprising a lubricating layer 32 comprising nickel and phosphorus.
  • a coating 30 comprising a lubricating layer 32 comprising nickel and phosphorus.
  • the coating is here deposited on the parts of the screw 16 and the nut 22 which are in contact with each other during the conversion of movement, that is to say say the thread 20 and the tapped hole 24.
  • the coating is deposited only on the thread 20 or on the tapped hole 24.
  • the lubricating layer 32 has a phosphorus content of between 9 and 12% by mass.
  • the lubricating layer also comprises a fluoropolymer, here polytetrafluoroethylene.
  • the coating 30 comprises a grip layer 34 made of nickel and located under the lubricating layer 32.
  • the lubricating layer 32 is the last layer of the coating 30, that is to say the layer farthest from the support of the coating 30
  • the adhesion layer 34 makes it possible to improve the hold of the lubricating layer 32 on the surface of the screw 16 and of the nut 22. It also makes it possible to protect the parts covered by the coating 30 against corrosion.
  • the coating 30, therefore comprising the lubricating layer 32 and the adhesion layer 34 has a thickness of between 10 and 80 ⁇ m.
  • the coating 30 has a thickness of between 15 and 20 ⁇ m.
  • the coating 30 is deposited by any known deposition process.
  • the adhesion layer 34 is for example deposited by dip-coating.
  • the lubricating layer is for example deposited by electroless nickel-phosphorus plating, commonly designated by the Anglo-Saxon terms "Electroless nickel-phosphorus plating".
  • electroless nickel-phosphorus plating commonly designated by the Anglo-Saxon terms "Electroless nickel-phosphorus plating”.
  • Such a deposition process generally makes it possible to obtain a roughness of less than 0.1 ⁇ m, which makes the surface of the coating 30 almost smooth and free of any so-called “peak” effect, and a hardness of between 530 and 900 HV, which makes the coating resistant to mechanical stresses such as the conversion of movement between the screw 16 and the nut 22.
  • the conversion component is sized and produced according to the manufacturing process comprising the following steps:
  • a brake control for example a vehicle brake pedal or a button located in a vehicle cabin, which controls the rotation of the electric motor 12 in a braking direction.
  • the electric motor 12 thus drives the screw 16 in rotation relative to the housing 4 around the axis 18.
  • the screw 16 being engaged with the nut 22, the latter is driven in sliding relative to the housing 4 parallel to the axis 18.
  • the nut 22 ends up coming into contact with an axial end of the duct 28. From that moment, if one continues to rotate the electric motor 12, the nut 22 carries with it the piston. 26 sliding parallel to the axis 18. The proximal plate 6 being rigidly fixed to the piston 26, it then moves towards the disc 8 until it comes into contact with it. At this moment, it is the other pad 6, distal, which begins to move towards the disc 8 in the opposite direction until it comes into contact with it.
  • the braking system 2 having here a floating caliper configuration, once the proximal pad 6, that is to say that fixed to the piston 26, comes into contact with the disc 8, if we continue to do turn the screw 16, it is the distal pad 6 that begins to slide parallel to the axis 18 with respect to the frame in the direction of the disc 8.
  • the nut 22 ensures the application of the two pads 6 against opposite sides of disc 8.
  • the friction between the pads 6 and the disc 8 makes it possible to transform the kinetic energy of the wheel into heat. This has the effect of reducing the speed of rotation of the wheel and therefore of slowing down the vehicle.
  • the speed of the vehicle has decreased to a value desired by the driver, he ceases to actuate the brake control.
  • This controls a rotation of the electric motor 12 in the opposite direction to the direction of braking so that the nut 22 moves away from the disc 8.
  • the contact between the pads 6 and the disc 8 ceases, so that it there is no longer any friction between these two elements. The vehicle is then no longer slowed down.
  • FIG. 4 a vehicle braking system 2 'according to a second embodiment of the invention. It differs from that of the first embodiment in that it is a drum type braking system. Such a braking system configuration is well known, for example from document FR-3014 513 A1, so that its operation will not be described below.
  • the braking system 2' is of the dry type and includes an electromechanical actuator 10 as described in the first embodiment. The invention is not limited to the embodiments shown and other embodiments will be apparent to those skilled in the art.

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Abstract

Cet actionneur électromécanique (10) pour système de freinage de véhicule comprend un organe de conversion (14) d'un mouvement de rotation en un mouvement de translation comprenant un revêtement comportant une couche lubrifiante comprenant du nickel et du phosphore.

Description

Description
Titre de l’invention : Actionneur électromécanique pour système de freinage de véhicule L’invention se rapporte à un système de freinage pour véhicule. Plus précisément, l’invention se rapporte à système de freinage de véhicule comprenant un actionneur électromécanique et à un procédé de fabrication d’un organe de conversion d’un mouvement de rotation en un mouvement de translation pour un tel actionneur.
Un système de freinage, par exemple un système de freinage à disque plus communément appelé « frein à disque » ou un système de freinage à tambour plus communément appelé « frein à tambour », comprend en général des moyens de friction reliés à un actionneur apte à déplacer les moyens de friction en direction d’un organe de freinage fixé à une roue du véhicule. Cela a pour but de mettre les moyens de friction en contact avec l’organe de freinage pour freiner le véhicule par friction ou de les écarter de l’organe de friction dans le but de cesser le freinage. Lorsque le système de freinage est un frein à disque, les moyens de friction sont formés par des plaquettes de frein et l’organe de freinage est formé par un disque solidaire de la roue. Dans le cas où le système de freinage est un frein à tambour, les moyens de friction sont formés par au moins un segment portant une garniture de frein et l’organe de freinage est formé par un tambour solidaire de la roue.
L’actionneur comprend en général un moteur électrique couplé à un organe de conversion d’un mouvement de rotation, du moteur électrique, en un mouvement de translation, transmis aux moyens de friction. On parle alors d’actionneur électromécanique. On connaît dans l’état de la technique un organe de conversion formé par l’assemblage d’un écrou et d’une vis logée dans l’écrou. La vis comprend sur une face externe un filet apte à coopérer avec un trou taraudé de l’écrou. Le moteur fait tourner la vis, ce qui engendre un mouvement hélicoïdal de l’écrou par rapport à la vis et un coulissement de l’écrou par rapport au moteur pour entraîner les moyens de friction en translation par rapport à l’organe de freinage. La rotation de la vis par rapport à l’écrou génère de la friction entre ces deux éléments, si bien que le filet de la vis et le trou taraudé de l’écrou s’usent au fur et à mesure que le système de freinage est mis à contribution. La détérioration de la vis et de l’écrou fait diminuer le rendement de la conversion de mouvement, générant ainsi des pertes énergétiques qu’il est préférable d’éviter. En outre, en cas de détérioration prolongée, la vis risque de ne plus entraîner l’écrou, ce qui empêche la mise en mouvement des moyens de friction et donc le fonctionnement convenable du système de freinage, ce qui représente un danger pour l’intégrité du véhicule et de ses passagers.
Pour augmenter la durée de vie de la vis et de l’écrou, il est connu de lubrifier la vis et l’écrou avec de la graisse qui permet de diminuer les frictions générées lors de la conversion de mouvement. Cependant, ces frictions, toujours existantes, provoquent l'arrachage de particules de métal de la vis et/ou de l’écrou, qui se diffusent dans la graisse et diminuent son efficacité. En d’autres termes, le lubrifiant est efficace pour augmenter la durée de vie d’un ensemble vis-écrou, mais pas aussi efficace qu’on pourrait le souhaiter. L'invention a ainsi pour but de trouver un moyen d’augmenter la durée de vie des moyens de conversion qui soit plus efficace que la graisse de l’art antérieur.
A cet effet, on prévoit selon l’invention un système de freinage de véhicule comprenant un actionneur électromécanique qui comprend un organe de conversion d’un mouvement de rotation en un mouvement de translation comprenant un revêtement comportant une couche lubrifiante comprenant du nickel et du phosphore.
Ainsi, la graisse de l’art antérieur est remplacée par le revêtement qui permet une meilleure réduction de la friction de l’organe de conversion que la graisse. Ce revêtement est moins sujet à la pollution par des particules de métal que la graisse, si bien que le revêtement présente une plus grande durée de vie que la graisse. De ce fait, la durée de vie de l’organe de conversion s’en retrouve augmentée. Le revêtement est par ailleurs déposable de manière très précise et uniforme sur l’organe de conversion, bien plus que la graisse. Cela permet d’éviter la manifestation de « peak effects », que l’on peut traduire par « effets de pointe », correspondant à des contacts métal contre métal qui perturberaient les performances du revêtement. En outre, la présence de nickel dans le revêtement lui confère des propriétés anti-corrosion et une dureté qui contribuent aussi à augmenter la durée de vie de l’organe de conversion. Enfin, il a été constaté que la présence d’un tel revêtement permet une légère hausse du rendement de la conversion de mouvement.
En tenant compte de tous ces avantages, ce type de revêtement permet en général de multiplier par deux la durée de vie de l’organe de conversion, notamment via deux effets comparativement à la graisse : une plus importante diminution de la friction de l’organe de conversion, et une faible influence des particules de métal sur les performances du revêtement.
Avantageusement, l’organe de conversion comprend une vis et un écrou. L’invention est ainsi adaptée à un tel organe de conversion qui est généralement utilisé car peu onéreux et simple à mettre en œuvre.
Avantageusement, le revêtement est déposé sur la vis ou sur l’écrou. Ceci permet de choisir l’élément parmi la vis et l’écrou sur lequel on dépose le revêtement, ce qui montre la souplesse dans la mise en œuvre de l’invention.
Selon une variante de réalisation, le revêtement est présent sur la vis et sur l’écrou.
Avantageusement, la couche lubrifiante comporte une teneur en phosphore comprise entre 9 et 12% en masse.
Il a été constaté que cette gamme de teneur en phosphore permet d’optimiser la capacité lubrifiante du revêtement, et donc la durée de vie de l’organe de conversion.
Avantageusement, la couche lubrifiante comprend également un fluoropolymère, de manière préférée du polytétrafluoroéthylène. L’ajout de fluoropolymère permet d’augmenter davantage encore la capacité lubrifiante du revêtement.
De préférence, le revêtement comporte une couche d’accroche en nickel située sous la couche lubrifiante.
La couche d’accroche permet d’améliorer la tenue mécanique de la couche lubrifiante sur l’organe de conversion, ce qui améliore sa durée de vie. En outre, la couche d’accroche permet d’améliorer la protection de l’organe de conversion contre la corrosion.
Avantageusement, le revêtement présente une épaisseur comprise entre 10 et 80 pm, préférentiellement comprise entre 15 et 20 pm. II a été constaté que ces gammes d’épaisseurs permettent d’obtenir un bon compromis entre la capacité lubrifiante du revêtement et la durée de vie du revêtement.
Avantageusement, le système de freinage est du type système de freinage sec.
Il n’est ainsi pas nécessaire de rendre l’actionneur électromécanique résistant à la corrosion par un liquide de frein, ce qui simplifie la conception du système de freinage et diminue son coût de fabrication.
On prévoit également selon l’invention un système de freinage, à disque, de véhicule, comprenant un actionneur électromécanique tel que défini dans ce qui précède, ainsi qu’un système de freinage, à tambour, de véhicule, comprenant un actionneur électromécanique tel que défini dans ce qui précède. L’invention est ainsi adaptée à ces deux différents types de systèmes de freinage.
On prévoit en outre selon l’invention un procédé de fabrication d’un organe de conversion d’un mouvement de rotation en un mouvement de translation, dans lequel on met en œuvre les étapes suivantes :
- détermination d’un niveau d’auto-blocage de l’organe de conversion, - calcul des efforts de friction engendrés lors de la conversion d’un mouvement de rotation en un mouvement de translation par l’organe de conversion en cas de dépôt d’un revêtement comportant une couche lubrifiante comprenant du nickel et du phosphore sur l’organe de conversion, ce calcul permettant la détermination du pas de l’organe de conversion,
- application de coefficients de correction, liés à la présence du revêtement, à la détermination du pas afin d’obtenir un pas corrigé,
- fabrication de l’organe de conversion présentant un pas égal au pas corrigé, et
- application du revêtement sur l’organe de conversion.
Brève description des figures
L'invention va être exposée plus en détails dans la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
[Fig. 1] la figure 1 est une vue en perspective et en coupe d’un système de freinage selon un premier mode de réalisation de l’invention,
[Fig. 2] la figure 2 est un schéma éclaté d’un organe de conversion d’un mouvement de rotation en un mouvement de translation, compris dans le système de freinage de la figure 1,
[Fig. 3] la figure 3 est une vue agrandie d’une partie d’une vis ou d’un écrou de l’organe de conversion de la figure 2, et
[Fig. 4] la figure 4 est une vue en perspective et en coupe d’un système de freinage selon un second mode de réalisation de l’invention.
Description détaillée
On a illustré en figure 1 un système de freinage 2 de véhicule selon un premier mode de réalisation de l’invention. Ce système 2 comprend un boîtier 4 solidaire d’un châssis d’un véhicule dans lequel le système 2 est installé, et des moyens de friction 6 montés coulissants par rapport au boîtier 4. Les moyens de friction 6 sont ici formés par deux plaquettes destinées à venir en contact avec des faces opposées d’un disque 8 solidaire d’une roue du véhicule (non représentée), le disque 8 s’étendant partiellement entre les deux plaquettes 6. Le système 2 a ici une configuration classique en étrier flottant. Cette configuration sera décrite plus loin. On décrira également plus loin comment le système de freinage 2 permet de ralentir le véhicule.
Le système 2 est du type sec et comprend un actionneur électromécanique 10 destiné à convertir un couple produit par un moteur électrique 12 en un coulissement des plaquettes 6 vers le disque 8 et un serrage de ce dernier. A cet effet, l’actionneur électromécanique 10 comprend un organe 14 de conversion d’un mouvement de rotation en un mouvement de translation, désigné plus simplement « organe de conversion » dans la suite.
L’organe de conversion 14 est représenté à plus grande échelle en figure 2. Il comprend une vis 16 couplée au moteur électrique 12 de sorte qu’un couple produit par le moteur 12 permet d’entrainer la vis 16 en rotation par rapport au boîtier 4 autour d’un axe principal 18 de la vis 16. La vis 16 présente un filet 20 sur sa surface externe.
L’organe de conversion 14 comprend un écrou 22 monté fixe en rotation par rapport au boîtier 4 et mobile à coulissement par rapport à l'organe de conversion 14 suivant l’axe 18. L’écrou 22 présente un trou taraudé 24. L’écrou 22 est couplé avec la vis 16 grâce au filet 20 et au trou taraudé 24 de sorte que la vis 16 et l’écrou 22 forment une liaison hélicoïdale. Cette liaison hélicoïdale est de préférence irréversible. Cela signifie qu’une rotation de la vis 16 est capable d'entrainer le coulissement de l’écrou 22 par rapport à la vis 16, mais qu’une force agissant sur l’écrou 22 pour le faire coulisser n'est pas en mesure d'entrainer la vis 16 en rotation en retour. Cela a pour effet d’améliorer la sécurité de l’organe de conversion 14, puisqu’il n’est en général pas conçu pour transformer un mouvement de translation en un mouvement de rotation.
L’actionneur électromécanique 10 comprend un piston 26 monté coulissant parallèlement à l’axe 18 par rapport au boîtier 4 et présentant un conduit ou logement 28 dans lequel s’étendent la vis 16 et l’écrou 22. Le piston 26 est fixé rigidement à l’une, proximale, des deux plaquettes 6. Cette dernière est ainsi montée coulissante parallèlement à l’axe 18 par rapport au boîtier 4.
Afin d’augmenter la durée de vie de l’organe de conversion 14, celui-ci est au moins partiellement recouvert d’un revêtement 30 comportant une couche lubrifiante 32 comprenant du nickel et du phosphore. Comme cela est représenté en figure 3, le revêtement est ici déposé sur les parties de la vis 16 et de l’écrou 22 qui sont en contact l’une avec l’autre lors de la conversion de mouvement, c’est-à-dire le filet 20 et le trou taraudé 24. Selon une variante de réalisation, le revêtement est déposé uniquement sur le filet 20 ou sur le trou taraudé 24. La couche lubrifiante 32 présente une teneur en phosphore comprise entre 9 et 12% en masse. Pour améliorer son pouvoir lubrifiant, la couche lubrifiante comprend également un fluoropoylèmere, ici du polytétrafluoroéthylène.
Le revêtement 30 comporte une couche d’accroche 34 réalisée en nickel et située sous la couche lubrifiante 32. La couche lubrifiante 32 est la dernière couche du revêtement 30, c’est-à-dire la couche la plus éloignée du support du revêtement 30. La couche d’accroche 34 permet d’améliorer la tenue de la couche lubrifiante 32 sur la surface de la vis 16 et de l’écrou 22. Elle permet en outre de protéger les parties recouvertes par le revêtement 30 contre la corrosion. Le revêtement 30, comprenant donc la couche lubrifiante 32 et la couche d’accroche 34, présente une épaisseur comprise entre 10 et 80 pm. Ici, le revêtement 30 présente une épaisseur comprise entre 15 et 20 pm. Le revêtement 30 est déposé par tout procédé de dépôt connu. La couche d’accroche 34 est par exemple déposée par dip-coating. La couche lubrifiante est par exemple déposée par placage nickel-phosphore autocatalytique, communément désigné par les termes anglo-saxons « Electroless nickel-phosphorus plating ». Un tel procédé de dépôt permet généralement d’obtenir une rugosité inférieure à 0,1 pm, ce qui rend la surface du revêtement 30 quasiment lisse et exempte de tout effet dit « de pointe », et une dureté comprise entre 530 et 900 HV, ce qui rend le revêtement résistant à des sollicitations mécaniques telles que la conversion de mouvement entre la vis 16 et l’écrou 22.
L’organe de conversion est dimensionné et réalisé selon le procédé de fabrication comportant les étapes suivantes :
- détermination d’un niveau d’auto-blocage de l’organe de conversion 14,
- calcul des efforts de friction engendrés lors de la conversion d’un mouvement de rotation en un mouvement de translation par l’organe de conversion 14 en cas de dépôt du revêtement 30 sur l’organe de conversion 14, ce calcul permettant la détermination du pas de l’organe de conversion 14,
- application de coefficients de correction, liés à la présence du revêtement 30, à la détermination du pas afin d’obtenir un pas corrigé,
- fabrication de l’organe de conversion 14 présentant un pas égal au pas corrigé, et
- application du revêtement 30 sur l’organe de conversion 14. On va maintenant décrire comment fonctionne le système de freinage 2.
On suppose que le véhicule est en déplacement. L’écrou 22 n’est pas en contact axial avec le piston 26, et les plaquettes 6 sont situées à distance du disque 8. Si l’utilisateur souhaite ralentir le véhicule, il actionne une commande de freinage (non représentée), par exemple une pédale de frein du véhicule ou un bouton situé dans un habitacle du véhicule, qui commande la rotation du moteur électrique 12 dans une direction de freinage. Le moteur électrique 12 entraîne ainsi la vis 16 en rotation par rapport au boîtier 4 autour de l’axe 18. La vis 16 étant en prise avec l’écrou 22, ce dernier est entraîné en coulissement par rapport au boîtier 4 parallèlement à l’axe 18.
Lors de son coulissement, l’écrou 22 finit par entrer en contact avec une extrémité axiale du conduit 28. A partir de ce moment-là, si on continue de faire tourner le moteur électrique 12, l’écrou 22 entraîne avec lui le piston 26 en coulissement parallèlement à l’axe 18. La plaquette proximale 6 étant rigidement fixée au piston 26, elle se déplace alors vers le disque 8 jusqu’à entrer en contact avec lui. A ce moment-là, c’est l’autre plaquette 6, distale, qui commence à se déplacer vers le disque 8 en direction opposée jusqu’à entrer en contact avec lui. En effet, le système de freinage 2 ayant ici une configuration en étrier flottant, une fois que la plaquette proximale 6, c’est-à-dire celle fixée au piston 26, entre en contact avec le disque 8, si on continue de faire tourner la vis 16, c’est la plaquette distale 6 que se met à coulisser parallèlement à l’axe 18 par rapport au châssis en direction du disque 8. En d’autres termes, l’écrou 22 assure l’application des deux plaquettes 6 contre les faces opposées du disque 8.
Etant donné que le disque 8 est solidaire de la roue, la friction entre les plaquettes 6 et le disque 8 permet de transformer l’énergie cinétique de la roue en chaleur. Cela a pour effet de diminuer la vitesse de rotation de la roue et donc de ralentir le véhicule. Une fois que la vitesse du véhicule a diminué jusqu’à une valeur souhaitée par le conducteur, il cesse d’actionner la commande de freinage. Celle-ci commande alors une rotation du moteur électrique 12 en direction opposée à la direction de freinage de manière que l’écrou 22 s’éloigne du disque 8. Le contact entre les plaquettes 6 et le disque 8 cesse, si bien qu’il n’y a plus de friction entre ces deux éléments. Le véhicule n’est alors plus ralenti.
On a représenté en figure 4 un système de freinage 2’ de véhicule selon un second mode de réalisation de l’invention. Il diffère de celui du premier mode de réalisation en ce qu’il s’agit d’un système de freinage du type à tambour. Une telle configuration de système de freinage est bien connue, par exemple du document FR-3014 513 A1, de sorte que son fonctionnement ne sera pas décrit dans ce qui suit. Le système de freinage 2’ est du type sec et comporte un actionneur électromécanique 10 tel que décrit dans le premier mode de réalisation. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation présentés et d'autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l'homme du métier.
Liste de références
2 ; 2’ : système de freinage 4 : boîtier
6 : moyens de friction 8 : disque
10 : actionneur électromécanique 12 : moteur électrique 14 : organe de conversion
16 : vis
18 : axe principal 20 : filet 22 : écrou 24 : trou taraudé
26 : piston 28 : conduit : revêtement : couche lubrifiante : couche d’accroche

Claims

Revendications
[Revendication 1] Système de freinage (2 ; 2’) de véhicule comprenant un actionneur électromécanique (10), caractérisé en ce que l’actionneur électromécanique (10) comprend un organe de conversion (14) d’un mouvement de rotation en un mouvement de translation comprenant un revêtement (30) comportant une couche lubrifiante (32) comprenant du nickel et du phosphore.
[Revendication 2] Système de freinage (2 ; 2’) de véhicule selon la revendication précédente, dans lequel l’organe de conversion (14) comprend une vis (16) et un écrou (22).
[Revendication 3] Système de freinage (2 ; 2’) de véhicule selon la revendication précédente, dans lequel le revêtement (30) est présent sur la vis (16) ou sur l’écrou (22).
[Revendication 4] Système de freinage (2 ; 2’) de véhicule selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la couche lubrifiante (32) comporte une teneur en phosphore comprise entre 9 et 12% en masse.
[Revendication 5] Système de freinage (2 ; 2’) de véhicule selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la couche lubrifiante (32) comprend également un fluoropolymère, de préférence du polytétrafluoroéthylène.
[Revendication 6] Système de freinage (2 ; 2’) de véhicule selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le revêtement (30) comporte une couche d’accroche (34) en nickel située sous la couche lubrifiante (32).
[Revendication 7] Système de freinage (2 ; 2’) de véhicule selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le revêtement (30) présente une épaisseur comprise entre 10 et 80 pm.
[Revendication 8] Système de freinage (2 ; 2’) de véhicule selon l’une quelconque des revendications précédentes, du type système de freinage sec. [Revendication 9] Système de freinage (2) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, du type à disque. [Revendication 10] Système de freinage (2’) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, du type à tambour. [Revendication 11] Procédé de fabrication d’un organe de conversion (14) d’un mouvement de rotation en un mouvement de translation, caractérisé en ce qu’on met en œuvre les étapes suivantes :
- détermination d’un niveau d’auto-blocage de l’organe de conversion (14),
- calcul des efforts de friction engendrés lors de la conversion d’un mouvement de rotation en un mouvement de translation par l’organe de conversion (14) en cas de dépôt d’un revêtement (30) comportant une couche lubrifiante (32) comprenant du nickel et du phosphore sur l’organe de conversion (14), ce calcul permettant la détermination du pas de l’organe de conversion (14),
- application de coefficients de correction, liés à la présence du revêtement (30), à la détermination du pas afin d’obtenir un pas corrigé,
- fabrication de l’organe de conversion (14) présentant un pas égal au pas corrigé, et
- application du revêtement (30) sur l’organe de conversion (14).
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08129938A (ja) * 1994-09-08 1996-05-21 Chubu Electric Power Co Inc 電力用開閉機器の電動式開閉操作装置
US20090288508A1 (en) * 2004-03-29 2009-11-26 Raytheon Company Leadscrew drive with annular-shell leadscrew
US8161844B2 (en) * 2008-01-30 2012-04-24 Tamron Co., Ltd. Sliding device composed of combined structure of screw bolt and nut
FR3014513A1 (fr) 2013-12-09 2015-06-12 Chassis Brakes Int Bv Frein a tambour muni d'un organe de retenue d'un segment de freinage.
US20200224753A1 (en) * 2017-09-21 2020-07-16 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Threaded nut of a ball screw drive

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08129938A (ja) * 1994-09-08 1996-05-21 Chubu Electric Power Co Inc 電力用開閉機器の電動式開閉操作装置
US20090288508A1 (en) * 2004-03-29 2009-11-26 Raytheon Company Leadscrew drive with annular-shell leadscrew
US8161844B2 (en) * 2008-01-30 2012-04-24 Tamron Co., Ltd. Sliding device composed of combined structure of screw bolt and nut
FR3014513A1 (fr) 2013-12-09 2015-06-12 Chassis Brakes Int Bv Frein a tambour muni d'un organe de retenue d'un segment de freinage.
US20200224753A1 (en) * 2017-09-21 2020-07-16 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Threaded nut of a ball screw drive

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