WO2023217631A1 - Actionneur de frein electrique, frein et procede d'assemblage, notamment pour frein a disque tout-electrique - Google Patents

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WO2023217631A1
WO2023217631A1 PCT/EP2023/061845 EP2023061845W WO2023217631A1 WO 2023217631 A1 WO2023217631 A1 WO 2023217631A1 EP 2023061845 W EP2023061845 W EP 2023061845W WO 2023217631 A1 WO2023217631 A1 WO 2023217631A1
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brake
housing
crown
screw
nut
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PCT/EP2023/061845
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Philippe Bourlon
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Hitachi Astemo France
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    • 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
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    • F16D2127/06—Locking mechanisms, e.g. acting on actuators, on release mechanisms or on force transmission mechanisms

Definitions

  • the invention relates to an electric brake actuator, in particular for a disc brake and in particular a sliding caliper, in particular for all-electric operation.
  • a motor drives the input planetary pinion at the end of a differential planetary gearbox whose satellites mesh with a fixed ring gear and a mobile ring gear. This reducer thus provides irreversibility and is combined in series with a reversible screw-nut mechanism.
  • the movable crown rotates the fixed nut in translation, which translates the screw fixed in rotation by the piston and the linings.
  • the input planetary pinion advantageously has an axial housing receiving the screw when it retracts.
  • the motor has an outer rotor mounted in an outer bearing, the screw housing extending axially inside the stator.
  • a common centering support, in particular attached, carries the motor bearing and the fixed crown.
  • the movable crown and the screw-nut mechanism are assembled on either side of a housing passing through the caliper and coupled in rotation inside said housing, which receives the motor unit on its rear opening.
  • the invention further relates to a disc brake comprising such an actuator, in particular for producing a parking brake, as well as a method of assembling such a brake.
  • a “coaxial geared motor” architecture was proposed previously, by document US4804073.
  • This document proposes a "differential" gearbox, in which two epicyclic gear trains share the same group of "common” satellites which all mesh on two different ring gears, one fixed and one mobile. These satellites are driven at the input by a planetary gear and the two crowns have different numbers of teeth. on the other, the mobile ring is thus driven to form an output with a very high reduction. It rotates a screw located in the piston, which moves in translation a fixed nut in rotation, which moves the piston in translation.
  • This architecture presents a significant axial bulk, which makes its integration into a vehicle difficult.
  • document FR3031 154 proposes another "coaxial" architecture, equipped with an upstream epicyclic stage which uses the same fixed ring gear as the first train of the differential gearbox.
  • these three epicyclic trains are housed inside the piston, the movable crown forming the screw which translates the nut of the screw-nut mechanism, this nut being formed by the brake piston itself.
  • the brake piston is actuated linearly ("forward" for tightening) by a fixed rotating nut, itself moved by the rotation of a screw placed inside the piston.
  • This screw is driven in from the “rear” of the brake, by the gear motor.
  • This is equipped with a motor and an epicyclic reduction gear coaxial with each other, with an axis offset from the axis of the screw, and whose outputs are directed “towards the rear”.
  • This architecture is currently implemented on various vehicles, but nevertheless presents a significant footprint, particularly on the side.
  • One aim of the invention is to overcome, in whole or in part, the disadvantages of the state of the art. It is sought in particular to improve compactness, to simplify integration into different types of vehicle, to make manufacturing simpler and less expensive, and/or to optimize the compromises between these factors. These goals are sought through the different constituents and processes used and taking into account the constraints that prevail in the field of motors and actuators and in particular for automobiles and their braking; in particular in terms of reliability, simplicity, flexibility and cost of manufacturing, maintenance and/or design, while optimizing performance for example in terms of efficiency and/or flexibility of mechanical or sound operation.
  • the invention proposes a linear brake actuator, in particular a disc, driven by an electric motor, in particular for road vehicles and/or automobiles.
  • This actuator is mounted or intended to be mounted in a brake housing, in particular a caliper housing, which has a through housing between a front side directed towards the disc and a rear side opposite the front side.
  • this actuator comprises a differential planetary gearbox coaxial with the motor, which gearbox is driven at the input by a planetary pinion, which drives a group of satellites which each mesh with both a fixed ring gear and a mobile ring gear, which crowns carry different numbers of teeth from each other.
  • the mobile crown rotates a reversible screw-nut mechanism which produces a linear drive of a brake piston between a retracted position and an extended position, so as to exert linear support in a so-called forward direction to produce a clamping force on a disc between clamping pads, in an irreversible manner at the level of the differential planetary gearbox, in the sense that a linear force exerted on the brake piston in the direction of release will be blocked by said actuator, independently of the electric motor and even if the screw-nut mechanism does not itself present such irreversibility.
  • this kinematics can in reality present an operation of an irreversible nature, at least under conditions where it is arranged to obtain the size and reduction suitable for use in such a brake actuator.
  • such a differential planetary gearbox allows an energy efficiency of around 50% to 70%. It is here combined in series with a reversible screw-nut whose efficiency is of the order of 85% to 90%. We then obtain an overall yield greater than 42%.
  • the movable crown and the fixed crown have a difference between them of at least three teeth, or even of at least five teeth.
  • this difference is at most seven teeth, or even at most five teeth.
  • this difference in number of teeth is a multiple of the number of satellites.
  • the nut of the screw-nut mechanism is fixed in translation and is driven in rotation by the movable crown, and cooperates with a fixed rotating screw to move said screw in translation and thus produce said linear drive.
  • This screw extends axially inside a housing provided inside said input planetary pinion when it is in the retracted position.
  • this screw architecture passing through the hollow sun gear allows you to go from a stroke of 18mm to a stroke of 43mm; i.e. an additional stroke of 25mm, or 5 more turns if the pitch is 5mm.
  • this linear brake actuator comprises a motor of a type with an external rotor and internal stator, called "out-runner" in English vocabulary, for example whose stator is fixed to the inside a motor housing by a transverse end flange.
  • the input planetary pinion is driven by the rotor and is carried by a shaft which is guided in rotation by one or more bearings mounted inside the stator.
  • the motor has an interior stator and an exterior rotor; and the input planetary pinion is integral with the rotor and is carried by or integrated into a shaft which extends inside the stator where it is guided in rotation by a rolling bearing; and the movable crown is preferably movable in rotation inside the fixed crown or its centering support; And the movable crown is secured to the nut in rotation by cooperation of splines or teeth or longitudinal grooves (strictly longitudinal, or less than 20° or even less than 10°); and the fixed crown is fitted into or around a housing provided in the brake housing or a housing fixed to it, the nut is mounted free to rotate in a bore of the brake housing, which ends in a shoulder having a bearing face directed towards the front and on which the nut comes into axial abutment; and the screw is integral with a support plate forming a brake piston and which keeps said fixed screw in rotation, in particular by rotating coupling of said piston with a braking pad which receives its
  • this linear brake actuator comprises a motor of a type with external rotor and internal stator, and its rotor is guided in rotation inside one or more bearings mounted in a bore at least one centering support, which is integral with the fixed crown (in any way, for example in a single piece or in assembled form).
  • the screw of the screw-nut mechanism extends axially inside a stator housing provided inside the stator. It is thus possible to further improve the axial compactness and/or the length of the screw and therefore the stroke.
  • the motor has an interior stator and an exterior rotor; and said rotor is guided in rotation by an external bearing mounted inside a centering element, and is integral in rotation with the input planetary pinion, and preferably also in translation;
  • said stator is hollow in the sense that it has, over at least half the length of the motor, and preferably the entire length, an axial housing arranged to allow the passage of the screw inside the input planetary pinion and said stator;
  • the fixed crown is mounted on or integrated into a centering support which receives at least one of the motor bearings or forms a part of said motor bearing, that is to say that this centering support is made of a single material or with continuity of material between a part forming or receiving said motor bearing and a part forming
  • the same centering support made in a single piece (that is to say with continuity of material, for example by overmolding or welding) and in particular in a single material (for example by molding, or machining a single initial block of material), carries and/or forms both the fixed crown and a guide bearing for the rotor.
  • the motor is fixed to a housing via a common centering support, in particular made of plastic or alloy aluminum.
  • This housing is typically a motor housing which is assembled on the brake housing, or directly the brake housing itself.
  • the screw is integral with a support plate playing the role of a brake piston which transmits the linear actuation to at least one clamping shoe .
  • the support plate covers the zone of cooperation between the screw and the nut, in the sense that it projects radially outside this zone of cooperation.
  • the nut is arranged to be guided: in rotation, by one or more bearings, in particular roller or needle bearings, mounted inside a bore formed in the caliper housing; and in axial translation, by abutment against an axial bearing face of a shoulder of the caliper housing directed towards the front side, via at least one rolling bearing, in particular roller or needle bearing, disposed between said front face and a part of the nut extending radially to form a support collar.
  • bearings in particular roller or needle bearings
  • the fixed crown is integral with a skirt which extends towards and around the movable crown;
  • the differential gearbox is mounted in a housing formed in the brake housing, in particular opening towards the rear to allow mounting of said gearbox from the rear of said housing;
  • the motor is mounted in an external housing, which is fitted into or around the brake housing, in particular so as to close the housing of the brake housing which contains the reducer;
  • the movable crown is guided in rotation by the inside of the fixed crown or its centering support;
  • the fixed crown is arranged in a bore of the brake housing housing, where it is held radially by means of at least one cylindrical shock absorber with at least radial damping, in particular formed entirely or partly of an elastomeric material, said cylindrical shock absorber being for example compressed between the brake housing and a skirt secured to the fixed crown, which skirt extends for example towards and around the movable crown.
  • the actuator as explained here makes it possible to produce an all-electric brake, that is to say not requiring or even not including hydraulic operation, for the function of service brake or emergency brake or emergency brake. parking or any of the possible combinations of these functions.
  • a brake comprising an actuator as explained here, in particular for a road vehicle and/or automobile, as well as a vehicle comprising such a brake.
  • a brake is envisaged in all the different types of architecture currently known, for example a disc brake, or a disc brake incorporated inside a drum brake giving an assembly called "drum-in-hat” in Anglo-Saxon vocabulary.
  • a disc brake of fixed or sliding or floating caliper type is proposed in all its different versions currently known.
  • This actuator is in fact particularly well suited to integration into a disc brake, for example from the point of view of size and/or stroke and speed effort capacities, typically in the body or caliper housing, which then forms the “brake housing” of this actuator.
  • this disc brake is of the floating or sliding caliper type, comprising a caliper forming two branches intended to span at least one brake disc to apply a braking torque to it by tightening at least two braking pads on both sides of this disc.
  • At least one of these branches comprises a body forming a caliper housing, producing the brake housing of the actuator.
  • This caliper housing receives a linear actuation mechanism arranged to produce this tightening by linearly moving at least one brake piston which presses on at least one clamping shoe.
  • this linear actuation mechanism comprises at least one electric actuator as explained here, which is arranged to produce a tightening and loosening force supporting or linear traction at the rear of a support plate forming a brake piston devoid of hydraulic actuation (and in particular devoid of hydraulic actuation chamber).
  • this disc brake disc brake is of the floating or sliding caliper type, comprising a caliper forming two branches intended to span at least one brake disc to apply a braking torque to it by tightening at least two braking pads on both sides of this disc.
  • At least one of these branches comprises a body forming a brake housing receiving a linear actuation mechanism arranged to produce this tightening by linearly moving at least one brake piston which presses on at least one clamping pad.
  • This linear actuation mechanism then comprises at least one electric actuator as explained here, which is arranged to produce a tightening force by linear support inside a hydraulic piston housed in a hydraulic chamber which is controlled by a hydraulic circuit.
  • the hydraulic chamber is arranged around or in the axial extension of the bore receiving the nut.
  • the invention proposes a method of manufacturing a brake actuator as explained here, or a brake comprising such an actuator, or a vehicle or vehicle subassembly comprising such a brake.
  • this method advantageously comprises: on the one hand a coaxial mounting of a hollow planetary pinion shaft inside the stator of an electric motor with an external rotor , with a bearing with one or more bearings, in particular by a tight fit, thus forming a motor group, or provision of such a motor group; on the other hand the following steps: insertion inside the brake housing: on the rear side of the mobile crown; and on the front side of an assembly comprising the screw-nut mechanism. The latter is inserted by mounting its movable nut in the brake housing housing by means of at least one bearing guiding said movable nut in rotation by rolling and in axial abutment towards the rear by rolling.
  • translational support in both directions is obtained by tight fitting between the bearing and the brake housing housing; rotational coupling between the movable crown and the movable nut (around the screw and inside the brake housing), during insertion or subsequently, in particular by engagement of longitudinal grooves, and preferably also in translation in particular by a circlip.
  • this method advantageously comprises: on the one hand an assembly of a motor group, or a supply of a motor group thus assembled, by coaxial mounting inside the centering support: on the one hand, of the outer rotor of the electric motor, with a bearing with one or more bearings, in particular by a tight fitting, and on the other hand, in a rotationally integral manner , of the fixed crown of the differential planetary gearbox, in particular by tight fitting of a crown reported or by direct cutting of the teeth of said crown in the material of the support element; on the other hand the following steps: insertion inside the brake housing: on the rear side of the mobile crown; and on the front side of an assembly comprising the screw-nut mechanism.
  • the latter is inserted by mounting its movable nut in the brake housing housing by means of at least one bearing guiding said movable nut in rotation by rolling and in axial abutment towards the rear by rolling.
  • translational support in both directions is obtained by tight fitting between the bearing and the brake housing housing; rotational coupling between the movable crown and the movable nut (around the screw and inside the brake housing), during insertion or subsequently, in particular by engagement of longitudinal grooves, and preferably also in translation in particular by a circlip.
  • Fig.1 is a longitudinal section diagram which illustrates an actuator, according to a first exemplary embodiment with the input pinion on a motor shaft mounted in the stator;
  • Fig.2 is a top view diagram which illustrates the assembly of the actuator of Fig.1;
  • Fig.3 is a scale view in longitudinal section which illustrates an all-electric disc brake in an exemplary embodiment including the actuator of Fig.1;
  • Fig.4 is an exploded view in perspective and to scale which illustrates an example of assembly of the actuator of Fig.1;
  • Fig.5 is a longitudinal section diagram which illustrates an actuator, according to a second exemplary embodiment the rotor mounted on an external bearing;
  • Fig.6 is a top view diagram which illustrates the assembly of the actuator of Fig.5;
  • Fig.7 is a scale view in longitudinal section which illustrates an all-electric disc brake in an exemplary embodiment including the actuator of Fig.5;
  • Fig.8 is an exploded view in perspective and to scale which illustrates an example of assembly of the actuator of Fig.5;
  • Fig.9 is a longitudinal section diagram which illustrates an actuator, according to a variant of the second exemplary embodiment, with the rotor bearing and the fixed crown mounted on the same tube, forming an element common centering which is assembled with the motor housing;
  • Fig.10 is a top view diagram which illustrates the assembly of the actuator of Fig.9;
  • Fig.1 1 is a scale view in longitudinal section which illustrates an all-electric disc brake in an exemplary embodiment including the actuator of Fig.9;
  • Fig.12 is a scale perspective view which illustrates an example of a disc brake according to an exemplary embodiment including the actuator of Fig.1 or Fig.5 or Fig. 9;
  • Fig.13 is a perspective scale view which illustrates from a different angle certain sub-assemblies of the brake of Fig.12: reference 13a concerns the differential gearbox with its fixed crown, the reference 13b concerns the differential gear without its fixed crown, reference 13c concerns the screw-nut mechanism, and reference 13d concerns the caliper nose in the form of an attached part. DESCRIPTION OF EXAMPLES OF EMBODIMENTS
  • Fig.1 to Fig.13 illustrate examples of embodiments of the invention, in which the electric actuator uses a differential epicyclic gearbox 2, which drives a screw-nut mechanism 3 of the reversible type.
  • This reversible screw-nut mechanism is here produced in the form of a ball screw 32 in the thread of which circulates balls 313 which ensure its cooperation with a nut 31.
  • the screw-nut mechanism 3 is rotated by its nut 31, to move it in translation while maintaining the screw 32 stationary in rotation.
  • the opposite is also provided, with a differential epicyclic gearbox driving a known screw-nut mechanism in which the screw is driven in rotation and fixed in translation while the nut is kept stationary in rotation and movable in translation.
  • Fig.1 to Fig.4 is illustrated an actuator according to a first exemplary embodiment, implemented in the case of a disc brake with a sliding caliper.
  • the actuator of Fig.1 is mounted in the body 41 of the caliper 4 of a disc brake 51, and a only side of the disc 509.
  • this actuator applies a linear force F1 on an internal clamping pad 502, which presses on the internal friction track of the disc 509, which rests in reaction on an external clamping pad 503, which itself rests on the "nose" of the external branch 42 of the stirrup.
  • the caliper is itself made in the form of two different parts: a caliper body or housing. stirrup 41 and an attached nose 42, which are assembled together integrally by screws 43, which facilitates, for example, the assembly of the actuator.
  • this configuration is also intended to be implemented with a stirrup made in a single piece.
  • the motor 1 comprises a stator 1 11 which is fixed by pinching between a shoulder of the motor housing 10 and a shoulder of an intermediate cover 117, which also carries an electronic card 1 18 which controls the motor and integrates power electronics powering the windings.
  • This intermediate cover 1 17 is closed at its rear end by a cover 1 19 forming a thermal radiator with the outside air, to evacuate through fins the heat emitted by the electronic card 118.
  • the aluminum molded, for example by injection under pressure, is in contact with the hot components of the electronic card 118, typically via a thermally conductive paste.
  • the motor 1 is of the type with an internal stator 1 1 1 and an external rotor 1 12, here as an example a direct current motor with permanent magnets in the stator and magnetic windings in the stator.
  • an internal stator 1 1 1 and an external rotor 1 12 here as an example a direct current motor with permanent magnets in the stator and magnetic windings in the stator.
  • other types of known motors are also provided, for example a conventional type with internal rotor and external stator.
  • the rotor 112 is integral with an input planetary pinion 12, which comprises a shaft 13 which is guided in rotation by the bearings 14 mounted inside the tubular part of the stator 111.
  • the fixed crown 21 is fixed to the motor housing 10, here by fitting inside a skirt 102 projecting axially from the motor housing on the front side.
  • the fitting is tight and the anti-rotation is achieved by cooperation of shapes, here axial protrusions 21 1 which protrude from the fixed crown and cooperate with voids provided in the skirt 102.
  • the input planetary pinion 12 meshes with a group of satellites 22, which are held in cages of a planet carrier ring 220.
  • satellites 22 have a sufficient length to each mesh both with the fixed crown 21 and with a movable crown 23 which is coaxial and axially offset relative to said fixed crown.
  • the fixed crown 21 and the movable crown 23 have the same internal diameter and both have a module compatible with the toothing of the satellites, which is identical over the entire length of said satellites.
  • the movable crown 23 is guided in rotation, for example by lubricated friction, inside a skirt 213 which protrudes axially from the fixed crown 21 and is coaxial with it.
  • the movable crown 23 has a number of teeth which differs from the fixed crown 21, with a small number of teeth, for example from 4 to 5. It meshes with the satellites 22 which are supported on the fixed crown 21, here with the same toothing, so that the mobile crown 23 is rotated by said satellites with a very reduced speed compared to the speed of the input planetary pinion 12.
  • the motor 11 is fixed in the motor housing 10, which is separate from the bracket 41.
  • the motor housing 10 has an axial skirt 104 which extends towards the front side, and fits around a part of the brake housing 41 forming a sleeve 401 extending from the rear side. This interlocking between skirt 104 and sleeve 401 maintains the motor housing 10 on the caliper housing 41, here with engagement of anti-rotation shapes and retained in translation by an external circlip 105.
  • the fixed crown 21 is arranged in a bore inside the sleeve 401 which surrounds the brake housing housing 410.
  • the fixed crown is held there radially by means of a cylindrical damper 204 at radial damping.
  • This shock absorber is here formed by an elastomeric material, the cylindrical part of which carries a plurality of circumferential ribs, which are compressed between the bore of the housing 410 and the surface of the skirt 213 of the fixed crown 21, ensuring sealing and radial damping.
  • the end of the shock absorber 204 extends radially inwards by an annular constriction which is interposed between the front end of the fixed crown 21 and a shoulder of the housing 410 of the caliper housing 41 .
  • this annular constriction has concentric lips, here towards the front, which are compressed to contribute to sealing and axial damping.
  • this annular collar has concentric lips, here towards the rear, which are compressed to contribute to sealing and axial damping.
  • the fixed crown 21 is held within the motor group by the motor housing 10, and the shock absorber 204 provides damping to avoid the direct transmission of vibrations from the crown and possibly the motor housing 10 to the caliper housing 41 .
  • the movable crown 23 has a bore on the front side which carries longitudinal grooves 231. They rotate the nut 31 of the screw-nut mechanism 3, via longitudinal grooves 312 which this nut 31 carries on its exterior surface.
  • the nut 31 of the screw-nut mechanism is fixed in translation and is rotated by the movable crown 23, and cooperates with the screw 32 fixed in rotation to move said screw in translation.
  • the rotation of the nut 31 thus produces a linear drive of the screw 32, in the direction of tightening F1 or in the opposite direction of withdrawal depending on the direction of rotation of the motor.
  • the nut 31 is guided in rotation by a bearing 412, here roller bearing, mounted inside a bore 410 provided in the stirrup housing 41. It is immobilized in axial translation, in the direction of tightening, by abutment against an axial bearing face of a shoulder of the stirrup housing 41 directed towards the side front, via a roller bearing 41 1 arranged between this shoulder and a support collar 31 1 which surrounds the nut 32.
  • a bearing 412 here roller bearing
  • the nut 31 is guided in rotation by a bearing 412, here roller bearing, mounted inside a bore 410 provided in the stirrup housing 41. It is immobilized in axial translation, in the direction of tightening, by abutment against an axial bearing face of a shoulder of the stirrup housing 41 directed towards the side front, via a roller bearing 41 1 arranged between this shoulder and a support collar 31 1 which surrounds the nut 32.
  • This screw 32 of the screw-nut mechanism 3 is integral with a support plate 33 playing the role of a brake piston, which transmits the linear actuation to at least one clamping pad 502, to produce a clamping force F1 on the disk 509 between clamping pads 502, 503.
  • the input planetary pinion 32 has an axial housing 120 which opens from the front side, and is designed to be able to receive the screw 32 of the screw-nut mechanism 3 when it is in the retracted position (position illustrated in the figure).
  • the support plate 33 here has substantially the shape of a disc, and it covers the zone of cooperation between the screw and the nut, in the sense that it protrudes radially from it. It is here surrounded by a bellows seal 413.
  • the piston plate 32 directly receives the axial support of the screw 32 of the screw-nut mechanism. It is fixed to the end of the screw 32 by an axial fixing means, here a central screw 333, which provides traction on the plate when the screw moves in the direction of withdrawal. Rotational fixation is ensured by cooperation of an anti-rotation shape 323 carried by the end of the screw 32 with a complementary shape carried by the rear face of the piston plate 33. This is itself kept in rotation by anti-rotation notches 335. These are kept fixed in rotation in a known manner by studs projecting from the rear face of the internal clamping pad 502, itself held inside the yoke 501.
  • the motor group 1 (or the enlarged motor group 1' defined below) is assembled with the caliper housing 41, here by its motor housing 10, and fixed in this example by an external circlip 105; by mounting between them the mobile elements of the differential gearbox 2 which are not already there.
  • Fig.2 illustrates a preferred but not obligatory example of the assembly of the interior elements.
  • the fixed crown 21 is then fixed in the motor housing 10.
  • the crown 21 is produced by direct cutting of its teeth in the material of its centering support 10.
  • the satellites 22 and their planet carrier 220 are inserted first in the fixed ring, forming the enlarged motor group 1 'of Fig.2, or alternatively in the movable ring 23.
  • the movable ring 23 is inserted in the housing of caliper 41 and coupled with the screw-nut mechanism 3, here by a circlip 302 inserted for example radially through slots in the caliper housing 41, thus forming the enlarged caliper housing 4'.
  • the enlarged motor unit 1' and the enlarged caliper housing 4' are then assembled together.
  • Fig.5 to Fig.8 illustrate a second example of an embodiment, which will only be described in its differences.
  • the motor 11 is also of a type with an external rotor 112 and an internal stator 111.
  • the external rotor is this time guided from the outside. It is mounted inside a roller or needle bearing 15, which is itself mounted inside a bore of the motor housing 10. This characteristic is intended to be combined with the different variants exposed here for the rest of the actuator. This external guidance is little or not used in this type of context, for example because the position of the bearing usually inside the motor makes it possible to limit the linear speed of movement of the parts of the bearing between them.
  • this assembly provides new advantages, in particular for this type of actuator. Indeed, the space freed up in the center of the motor makes it possible to extend the travel stroke of the screw 32 when it retracts, by extending the housing 120 created in the center of the planetary pinion 12.
  • the choice of guiding the rotor from the outside improves the precision of its centering in relation to the centering support that the motor housing 10 forms for it, and therefore in relation to the fixed crown 21 which is integral with this motor housing. .
  • This better centering reduces precision constraints during manufacturing and improves, for example, acoustic and wear performance, in particular for this type of differential gearbox with two different crowns mounted on common satellites.
  • a motor unit 1 is assembled by coaxial mounting inside a bore of a centering support, here the motor housing 10: on the one hand, of the outer rotor 1 12 of the electric motor 1 1, with a roller or needle bearing 15, in particular by a tight fitting, and on the other hand, integrally in rotation, with the fixed crown 21 of the differential planetary gearbox 2, in particular by tight fitting of an attached crown 21.
  • the crown 21 is produced by direct cutting of its teeth in the material of its centering support 10.
  • this motor group 1a therefore also includes the fixed crown 21.
  • the satellites 22 and their satellite carrier 220 are inserted first into the fixed ring, forming the enlarged motor group 1 a'.
  • the satellites and their satellite carrier 220 are inserted first into the mobile ring 23, as illustrated in Fig.8 (or in Fig.10 for the embodiment described below).
  • the movable crown 23 is inserted into the caliper housing 41 and coupled with the screw-nut mechanism 3, here by a circlip 302 inserted for example radially through slots in the caliper housing 41, thus forming the enlarged caliper housing 4a'.
  • Fig.9 to Fig.1 1 illustrate a third example of embodiment, which will only be described in its differences compared to the second example.
  • the motor is fixed to the motor housing 10, via a common centering support 16 forming a separate part from said housing 10.
  • This centering support is here a cylindrical tube, for example made in a material and/or with treatments giving it better rigidity than what is useful for the rest of the motor housing 10.
  • the fixed crown 21 is attached and fixed on this centering support 16 (as indicated by the ovals on the figures), for example by tight fitting. Alternatively, the crown is directly cut into the material of this centering support.

Abstract

L'invention se rapporte à un actionneur électrique de frein. Un moteur (11) entraîne en bout, le pignon planétaire d'entrée (12) d'un réducteur planétaire différentiel dont les satellites (22) engrènent une couronne fixe (21) et une couronne mobile (23). Ce réducteur fournit ainsi une irréversibilité et est combiné en série avec un mécanisme vis-écrou (31-32) réversible. Avantageusement, la couronne mobile entraîne en rotation l'écrou, qui translate(F1) la vis fixée en rotation. Le pignon d'entrée présente avantageusement un logement axial (120) recevant la vis quand elle se rétracte. Le moteur présente un rotor extérieur monté dans un roulement extérieur (15), le logement (120) de vis se prolongeant axialement à l'intérieur du stator (111). Un support de centrage commun (16), porte le palier moteur et la couronne fixe. La couronne mobile et le vis-écrou (3) sont assemblés de part et d'autre d'un logement (410) traversant de l'étrier.

Description

ACTIONNEUR DE FREIN ELECTRIQUE, FREIN ET PROCEDE D’ASSEMBLAGE, NOTAMMENT POUR FREIN A DISQUE TOUT- ELECTRIQUE.
L'invention se rapporte à un actionneur électrique de frein, notamment pour frein à disque et en particulier à étrier coulissant, en particulier pour fonctionnement tout-électrique. Un moteur entraîne en bout, le pignon planétaire d'entrée d'un réducteur planétaire différentiel dont les satellites engrènent une couronne fixe et une couronne mobile. Ce réducteur fournit ainsi une irréversibilité et est combiné en série avec un mécanisme vis-écrou réversible.
Avantageusement, la couronne mobile entraîne en rotation l'écrou fixe en translation, qui translate la vis fixée en rotation par le piston et les garnitures. Le pignon planétaire d'entrée présente avantageusement un logement axial recevant la vis quand elle se rétracte. De préférence le moteur présente un rotor extérieur monté dans un roulement extérieur, le logement de vis se prolongeant axialement à l'intérieur du stator. Un support de centrage commun, notamment rapporté, porte le palier moteur et la couronne fixe. La couronne mobile et le mécanisme vis-écrou sont assemblés de part et d'autre d'un logement traversant de l'étrier et couplés en rotation à l'intérieur dudit logement, qui reçoit le groupe moteur sur son ouverture arrière.
L'invention concerne en outre un frein à disque comprenant un tel actionneur, notamment pour réaliser un frein de stationnement, ainsi qu'un procédé d'assemblage d'un tel frein.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Une architecture à "motoréducteur coaxial" a été proposée antérieurement, par le document US4804073. Ce document propose un réducteur "différentiel", dans lequel deux trains épicycloïdaux partagent un même groupe de satellites "communs" qui engrènent tous sur deux couronnes différentes, une fixe et une mobile. Ces satellites sont entraînés en entrée par un planétaire et les deux couronnes ont des nombres de dents différents l'une de l'autre, la couronne mobile est ainsi entraînée pour former une sortie avec une très grande démultiplication. Elle entraîne en rotation une vis située dans le piston, laquelle déplace en translation un écrou fixe en rotation, lequel déplace le piston en translation.
Cette architecture présente cependant un encombrement axial important, qui rend difficile son intégration dans un véhicule.
Plus récemment, le document FR3031 154, propose une autre architecture "coaxiale", doté d'un étage épicycloïdal amont qui utilise la même couronne fixe que le premier train du réducteur différentiel. Dans cette structure, ces trois trains épicycloïdaux sont logés à l'intérieur du piston, la couronne mobile formant la vis qui entraîne en translation l'écrou du mécanisme vis-écrou, cet écrou étant formé par le piston de frein lui-même.
Cette solution présente cependant encore un certain encombrement axial, et peut poser des difficultés et des contraintes conséquentes par exemple en matière d'industrialisation ou de capacité d'effort.
Une autre disposition, à "motoréducteur latéral", est connue par le document FR2999257A1. Dans ce motoréducteur, l'axe du moteur est parallèle et décalé latéralement par rapport à la sortie du réducteur.
Dans cette configuration, le piston de frein est actionné linéairement (en "avant" pour le serrage) par un écrou fixe en rotation, lui-même déplacé par la rotation d'une vis disposée à l'intérieur du piston. Cette vis est entraînée en entrée depuis "l'arrière" du frein, par le motoréducteur. Celui-ci est muni d'un moteur et d'une réduction épicycloïdale coaxiaux entre eux, d'axe décalé par rapport à l'axe de la vis, et dont les sorties sont dirigées vers "vers l'arrière". Cette architecture est actuellement mise en œuvre sur différents véhicules, mais présente cependant un encombrement non négligeable, en particulier sur le côté.
Un but de l’invention est de pallier en tout ou partie aux inconvénients de l'état de la technique. Il est recherché en particulier d'améliorer la compacité, de simplifier l'intégration dans différents types de véhicule, de rendre la fabrication plus simple et moins coûteuse, et/ou d'optimiser les compromis entre ces facteurs. Ces buts sont recherchés à travers les différents constituants et procédés utilisés et en tenant compte des contraintes qui prévalent dans le domaine des moteurs et actionneurs et en particulier pour l'automobile et son freinage ; en particulier en matière de fiabilité, simplicité, souplesse et coût de fabrication, maintenance et/ou conception, tout en optimisant les performances par exemple en matière d'efficacité et/ou de souplesse de fonctionnement mécanique ou sonore.
PRESENTATION DE L’INVENTION
Pour cela, l'invention propose un actionneur linéaire de frein, notamment à disque, entraîné par un moteur électrique, notamment pour véhicule routier et/ou automobile. Cet actionneur est monté ou destiné à être monté dans un boîtier de frein, notamment un boîtier d'étrier, qui présente un logement traversant entre un côté avant dirigé vers le disque et un côté arrière opposé au côté avant.
Selon l'invention, cet actionneur comprend un réducteur planétaire différentiel coaxial au moteur, lequel réducteur est entraîné en entrée par un pignon planétaire, qui entraîne un groupe de satellites qui engrènent chacun à la fois sur une couronne fixe et sur une couronne mobile, lesquelles couronnes portent des nombres de dents différents l'une de l'autre.
La couronne mobile entraîne en rotation un mécanisme vis-écrou réversible qui produit un entraînement linéaire d'un piston de frein entre une position rétractée et une position sortie, de façon à exercer un appui linéaire dans une direction dite avant pour produire un effort de serrage sur un disque entre des patins de serrage, d'une façon irréversible au niveau du réducteur planétaire différentiel, au sens où un effort linéaire exercé sur le piston de frein dans le sens du desserrage sera bloqué par ledit actionneur, indépendamment du moteur électrique et même si le mécanisme vis-écrou ne présente pas lui- même une telle irréversibilité.
En effet, bien que le principe de base de cette cinématique soit réversible selon une approche purement théorique, les inventeurs ont constaté que cette cinématique peut présenter en réalité un fonctionnement de nature irréversible, au moins dans des conditions où elle est agencée pour obtenir l'encombrement et la réduction adéquate à une utilisation dans un tel actionneur de frein.
Cette irréversibilité s'obtient en particulier pour des ratios de réduction supérieurs à 20, et notamment supérieurs ou égaux à 28 voire à 30. Des ratios ont été expérimentés avec des valeurs de 28, 30, 36, 54,2, 60, ainsi que 88.
Il est ainsi possible de réaliser un actionneur de frein irréversible tout en prévoyant un mécanisme vis-écrou réversible en lui-même, et donc avec un rendement meilleur que pour un vis-écrou non-réversible. Cela permet par exemple de réaliser un frein de stationnement électrique fiable et de consommation nulle en stationnement, mais qui présente un bon rendement énergétique à l'actionnement. On économise par exemple l'énergie, mais on améliore aussi l'encombrement et/ou la fiabilité puisque le meilleur rendement autorise par exemple le choix d'un moteur moins puissant et/ou apporte une meilleure fiabilité.
A titre d'exemple, un tel réducteur planétaire différentiel permet un rendement énergétique de l'ordre de 50% à 70%. Il est ici combiné en série avec un vis- écrou réversible dont le rendement est de l'ordre de 85% à 90%. On obtient alors un rendement global supérieur à 42%.
On obtient ainsi un rendement énergétique global bien supérieur à la combinaison de l'état de la technique basée sur un vis-écrou irréversible d'un rendement inférieur à 35% associé à un train épicycloïdal classique dont les engrenages donnent un rendement de l'ordre de 90%, qui donne un rendement global inférieur à 31 %.
De préférence, la couronne mobile et la couronne fixe présentent entre elles une différence d'au moins trois dents, voire d'au moins cinq dents. De préférence, cette différence est d'au plus sept dents, voire d'au plus cinq dents. Typiquement, cette différence de nombre de dents est un multiple du nombre de satellites.
Selon une particularité préférée de l'invention, mais qui peut aussi être mise en œuvre indépendamment de l'aspect irréversible, l'écrou du mécanisme vis- écrou est fixe en translation et est entraîné en rotation par la couronne mobile, et coopère avec une vis fixe en rotation pour déplacer ladite vis en translation et ainsi produire ledit entraînement linéaire. Cette vis s'étend axialement à l'intérieur d'un logement ménagé à l'intérieur dudit pignon planétaire d'entrée lorsqu'elle en en position rétractée.
On obtient ainsi une meilleure compacité axiale, et aussi la possibilité de réaliser une vis plus longue pour le même encombrement axial extérieur. Cela rend possible par exemple d'obtenir un meilleur compromis entre la compacité axiale, la longueur de course, et la précision de guidage.
Par exemple, pour un même encombrement axial, cette architecture à vis traversant le planétaire creux permet de passer d'une course de 18mm à une course de 43mm ; soit une course supplémentaire de 25mm, ou 5 tours de plus si le pas est de 5mm. Cela donne par exemple une plus grande marge pour compenser l'usure des garnitures, et permet par exemple d'utiliser des garnitures plus épaisses ; et/ou de diminuer l'encombrement axial de l'actionneur et du frein.
Selon une première famille particulière de modes de réalisation, cet actionneur linéaire de frein comprend un moteur d'un type à rotor extérieur et stator intérieur, appelé "out-runner" en vocabulaire anglo-saxon, par exemple dont le stator est fixé à l'intérieur d'un boîtier moteur par un flasque transversal d'extrémité. En outre, le pignon planétaire d'entrée est entraîné par le rotor et est porté par un arbre qui est guidé en rotation par un ou plusieurs roulements montés à l'intérieur du stator.
On obtient ainsi une architecture simple et robuste.
Selon un exemple préféré de mode de réalisation au sein de cette première famille : le moteur présente un stator intérieur et un rotor extérieur ; et le pignon planétaire d'entrée est solidaire du rotor et est porté par ou intégré dans un arbre qui s'étend à l'intérieur du stator où il est guidé en rotation par un palier à roulement ; et la couronne mobile est de préférence mobile en rotation à l'intérieur de la couronne fixe ou de son support de centrage ; et la couronne mobile est solidaire de l'écrou en rotation par coopération de cannelures ou dentures ou rainures longitudinales (strictement longitudinales, ou à moins de 20° voire moins de 10°) ; et la couronne fixe est emboîtée dans ou autour d'un logement ménagé dans le boîtier de frein ou un boîtier qui lui est fixé, l'écrou est monté libre en rotation dans un alésage du boîtier de frein, qui se termine par un épaulement présentant une face d'appui dirigée vers l'avant et sur laquelle l'écrou vient en butée axiale ; et la vis est solidaire d'une platine d'appui formant piston de frein et qui maintient ladite vis fixe en rotation, notamment par couplage en rotation dudit piston avec un patin de freinage qui reçoit son effort linéaire et est lui-même maintenu en rotation par une chape fixe.
Selon une deuxième famille particulière de modes de réalisation, cet actionneur linéaire de frein comprend un moteur d'un type à rotor extérieur et stator intérieur, et son rotor est guidé en rotation à l'intérieur d'un ou plusieurs roulements montés dans un alésage d'au moins un support de centrage, lequel est solidaire de la couronne fixe (de n'importe quelle façon, par exemple en une seule pièce ou sous forme assemblée).
On obtient ainsi une meilleure compacité, et/ou un meilleur centrage du moteur et/ou des différents éléments de la chaîne cinématique, par exemple entre le rotor du moteur et le pignon planétaire d'entrée du réducteur différentiel.
Selon une caractéristique avantageuse mais optionnelle, la vis du mécanisme vis-écrou s'étend axialement à l'intérieur d'un logement de stator ménagé à l'intérieur du stator. Il est ainsi possible d'améliorer encore la compacité axiale et/ou la longueur de la vis et donc la course. Selon un exemple préféré de mode de réalisation au sein de cette deuxième famille : le moteur présente un stator intérieur et un rotor extérieur ; et ledit rotor est guidé en rotation à par un palier extérieur monté à l'intérieur d'un élément de centrage, et est solidaire en rotation du pignon planétaire d'entrée, et de préférence en aussi en translation ; et ledit stator est creux au sens où il présente, sur au moins la moitié de la longueur du moteur, et de préférence la totalité, un logement axial agencé pour autoriser le passage de la vis à l'intérieur du pignon planétaire d'entrée et dudit stator ; la couronne fixe est montée sur ou intégrée dans un support de centrage qui reçoit au moins un des roulements moteur ou forme une partie dudit roulement moteur, c'est à dire que ce support de centrage est d'une seule matière ou avec continuité de matière entre une partie formant ou recevant ledit roulement moteur et une partie formant ou recevant la couronne fixe ; et la couronne mobile est solidaire de l'écrou en rotation par coopération de cannelures ou dentures ou rainures longitudinales (strictement ou à moins de 20° voire moins de 10°) ; et la couronne fixe ou son support de centrage est emboîtée dans ou autour d'un logement ménagé dans le boîtier de frein, l'écrou est monté libre en rotation dans un alésage du boîtier de frein , qui se termine par un épaulement présentant une face d'appui dirigée vers l'avant et sur laquelle l'écrou vient en butée axiale ; et la vis est solidaire d'une platine d'appui formant piston de frein et qui maintient ladite vis fixe en rotation, notamment par couplage en rotation dudit piston avec un patin de freinage qui reçoit son effort linéaire et est lui-même maintenu en rotation par une chape fixe.
Selon une autre caractéristique avantageuse optionnelle, possiblement combinée avec les précédentes mais non obligatoirement, un même support de centrage, réalisé de manière monopièce (c'est-à-dire avec continuité de matière, par exemple par surmoulage ou soudage) et notamment monomatière (par exemple par moulage, ou usinage d'un unique bloc de matière initial), porte et/ou forme à la fois la couronne fixe et un palier de guidage pour le rotor.
De façon avantageuse, le moteur est fixé à un boîtier par l'intermédiaire d'un support de centrage commun, notamment en plastique ou en alliage d'aluminium. Ce boîtier est typiquement un boîtier moteur qui est assemblé sur le boîtier de frein, ou directement le boîtier de frein lui-même.
Il est ainsi plus facile d'obtenir un support de centrage performant tout en optimisant les contraintes de fabrication et en permettant une modularité de gamme qui simplifie le processus de conception et de fabrication ou de maintenance.
Selon encore une autre caractéristique avantageuses optionnelle, possiblement combinée avec les précédentes mais non obligatoirement, la vis est solidaire d'une platine d'appui jouant le rôle d'un piston de frein qui transmet l'actionnement linéaire à au moins un patin de serrage. Typiquement, la platine d'appui recouvre la zone de coopération entre la vis et l'écrou, au sens où elle en dépasse radialement à l'extérieur de cette zone de coopération.
Plus particulièrement, l'écrou est agencé pour être guidé : en rotation, par un ou plusieurs roulements, notamment à rouleaux ou aiguilles, montés à l'intérieur d'un alésage ménagé dans le boîtier d'étrier ; et en translation axiale, par butée contre une face d'appui axial d'un épaulement du boîtier d'étrier dirigée du côté avant, par l'intermédiaire d'au moins un palier à roulements , notamment à rouleaux ou aiguilles, disposé entre ladite face avant et une partie de l'écrou s'étendant radialement pour former une collerette d'appui.
Selon différentes particularités, prévues pour être combinées ensemble ou non et avec tout ou partie des caractéristiques optionnelles exposées ici : la couronne fixe est solidaire d'une jupe qui s'étend vers et autour de la couronne mobile ; le réducteur différentiel est monté dans un logement formé dans le boîtier de frein, notamment débouchant vers l'arrière pour permettre un montage dudit réducteur par l'arrière dudit boîtier ; le moteur est monté dans un boîtier externe, qui est emboîté dans ou autour du boîtier de frein, notamment de façon à venir refermer le logement du boîtier de frein qui contient le réducteur ; la couronne mobile est guidée en rotation par l'intérieur de la couronne fixe ou de son support de centrage ; la couronne fixe est disposée dans un alésage du logement de boîtier de frein, où elle est maintenue radialement par l'intermédiaire d'au moins un amortisseur cylindrique à amortissement au moins radial, notamment formé en tout ou partie d'un matériau élastomère, ledit amortisseur cylindrique étant par exemple comprimé entre le boîtier de frein eu une jupe solidaire de la couronne fixe, laquelle jupe s'étend par exemple vers et autour de la couronne mobile .
L'actionneur tel qu'exposé ici permet de réaliser un frein tout électrique, c'est- à-dire ne nécessitant pas voire ne comprenant pas de fonctionnement hydraulique, pour la fonction de frein de service ou de frein de secours ou de frein de stationnement ou l'une quelconque des combinaisons possibles de ces fonctions.
Cependant, un tel actionneur est aussi prévu dans une version où la vis vient en appui linéaire à l'intérieur d'un piston hydraulique qui lui est coaxial, lequel réalise un piston de frein à actionnement sélectivement électrique et/ou hydraulique.
Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un frein comprenant un actionneur tel qu'exposé ici, notamment pour véhicule routier et/ou automobile, ainsi qu'un véhicule comprenant un tel frein. Un tel frein est envisagé dans tous les différents types d'architecture actuellement connues, par exemple un frein à disque, ou un frein à disque incorporé à l'intérieur d'un frein à tambour donnant un ensemble appelé "drum-in-hat" en vocabulaire anglo-saxon.
Selon une particularité avantageuse, il est proposé un frein à disque de type étrier fixe ou coulissant ou flottant dans toutes ses différentes versions actuellement connues. Cet actionneur est en effet particulièrement bien adapté à une intégration dans un frein à disque, par exemple du point de vue de l'encombrement et/ou des capacités en effort course et vitesse, typiquement dans le corps ou boîtier d'étrier, lequel réalise alors le "boîtier de frein" de cet actionneur.
Selon une particularité avantageuse, ce frein à disque est du type à étrier flottant ou coulissant, comprenant un étrier formant deux branches destinées à enjamber au moins un disque de frein pour lui appliquer un couple de freinage par serrage d'au moins deux patins de freinage sur les deux faces de ce disque. L'une au moins de ces branches comprend un corps formant un boîtier d'étrier, réalisant le boîtier de frein de l'actionneur. Ce boîtier d'étrier reçoit un mécanisme d'actionnement linéaire agencé pour produire ce serrage en déplaçant linéairement au moins un piston de frein qui appuie sur au moins un patin de serrage. Selon cette particularité, ce mécanisme d'actionnement linéaire comprend au moins un actionneur électrique tel qu'exposé ici, qui est agencé pour produire un effort de serrage et de desserrage appui ou traction linéaire à l'arrière d'une platine d'appui formant un piston de frein dépourvu d'actionnement hydraulique (et notamment dépourvu de chambre hydraulique d'actionnement).
Alternativement, ce frein à disque frein à disque est du type à étrier flottant ou coulissant, comprenant un étrier formant deux branches destinées à enjamber au moins un disque de frein pour lui appliquer un couple de freinage par serrage d'au moins deux patins de freinage sur les deux faces de ce disque. L'une au moins de ces branches comprend un corps formant un boîtier de frein recevant un mécanisme d'actionnement linéaire agencé pour produire ce serrage en déplaçant linéairement au moins un piston de frein qui appuie sur au moins un patin de serrage. Ce mécanisme d'actionnement linéaire comprend alors au moins un actionneur électrique tel qu'exposé ici, qui est agencé pour produire un effort de serrage par appui linéaire à l'intérieur d'un piston hydraulique logé dans une chambre hydraulique qui est commandée par un circuit hydraulique. Par exemple, la chambre hydraulique est agencée autour de ou dans le prolongement axial de l'alésage recevant l'écrou. Selon encore un autre aspect, l'invention propose un procédé de fabrication d'un actionneur de frein tel qu'exposé ici, ou d'un frein comprenant un tel actionneur, ou d'un véhicule ou sous-ensemble de véhicule comprenant un tel frein.
Selon une particularité, appliquée au cas d'un actionneur à pignon planétaire creux, ce procédé comprend avantageusement : d'une part un montage coaxial d'un arbre de pignon planétaire creux à l'intérieur du stator d'un moteur électrique à rotor extérieur, avec un palier à un ou plusieurs roulements, notamment par un emmanchement serré, formant ainsi un groupe moteur, ou fourniture d'un tel groupe moteur ; d'autre part les étapes suivantes : insertion à l'intérieur du boîtier de frein : du côté arrière de la couronne mobile ; et du côté avant d'un ensemble comprenant le mécanisme vis-écrou. Ce dernier est inséré par montage de son écrou mobile dans le logement de boîtier de frein au moyen d'au moins un palier réalisant un guidage dudit écrou mobile en rotation par roulement et en butée axiale vers l'arrière par roulement. Par exemple, un maintien en translation dans les deux sens est obtenu par emmanchement serré entre le palier et le logement de boîtier de frein ; couplage en rotation entre la couronne mobile et l'écrou mobile (autour de la vis et à l'intérieur du boîtier de frein), lors de l'insertion ou ultérieurement, notamment par engagement de rainures longitudinales, et de préférence aussi en translation notamment par un circlip.
Plus particulièrement, dans le cas d'un actionneur à support de centrage commun (voire distinct du boîtier), ce procédé comprend avantageusement : d'une part un assemblage d'un groupe moteur, ou une fourniture d'un groupe moteur ainsi assemblé, par montage coaxial à l'intérieur du support de centrage : d'une part, du rotor extérieur du moteur électrique, avec un palier à un ou plusieurs roulements, notamment par un emmanchement serré, et d'autre part, de façon solidaire en rotation, de la couronne fixe du réducteur planétaire différentiel, notamment par emmanchement serré d'une couronne rapportée ou par taille directe des dents de ladite couronne dans la matière de l'élément support ; d'autre part les étapes suivantes : insertion à l'intérieur du boîtier de frein : du côté arrière de la couronne mobile ; et du côté avant d'un ensemble comprenant le mécanisme vis-écrou. Ce dernier est inséré par montage de son écrou mobile dans le logement de boîtier de frein au moyen d'au moins un palier réalisant un guidage dudit écrou mobile en rotation par roulement et en butée axiale vers l'arrière par roulement. Par exemple, un maintien en translation dans les deux sens est obtenu par emmanchement serré entre le palier et le logement de boîtier de frein ; couplage en rotation entre la couronne mobile et l'écrou mobile (autour de la vis et à l'intérieur du boîtier de frein), lors de l'insertion ou ultérieurement, notamment par engagement de rainures longitudinales, et de préférence aussi en translation notamment par un circlip.
Des modes de réalisation variés de l’invention sont prévus, intégrant selon l’ensemble de leurs combinaisons possibles les différentes caractéristiques optionnelles exposées ici.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée d'un mode de mise en œuvre nullement limitatif, et des dessins annexés sur lesquels :
[Fig.1 ] : la Fig.1 est un schéma en coupe longitudinale qui illustre un actionneur, selon un premier exemple de mode de réalisation avec le pignon d'entrée sur un arbre moteur montés dans le stator ;
[Fig.2] : la Fig.2 est un schéma en vue de dessus qui illustre l'assemblage de l'actionneur de la Fig.1 ;
[Fig.3] : la Fig.3 est une vue à l'échelle en coupe longitudinale qui illustre un frein à disque tout électrique dans un exemple de mode de réalisation incluant l'actionneur de la Fig.1 ; [Fig.4] : la Fig.4 est une vue éclatée en perspective et à l'échelle qui illustre un exemple d'assemblage de l'actionneur de la Fig.1 ;
[Fig.5] : la Fig.5 est un schéma en coupe longitudinale qui illustre un actionneur, selon un deuxième exemple de mode de réalisation le rotor monté sur un palier extérieur ;
[Fig.6] : la Fig.6 est un schéma en vue de dessus qui illustre l'assemblage de l'actionneur de la Fig.5 ;
[Fig.7] : la Fig.7 est une vue à l'échelle en coupe longitudinale qui illustre un frein à disque tout électrique dans un exemple de mode de réalisation incluant l'actionneur de la Fig.5 ;
[Fig.8] : la Fig.8 est une vue éclatée en perspective et à l'échelle qui illustre un exemple d'assemblage de l'actionneur de la Fig.5 ;
[Fig.9] : la Fig.9 est un schéma en coupe longitudinale qui illustre un actionneur, selon une variante du deuxième exemple de mode de réalisation, avec le palier de rotor et la couronne fixe montés sur un même tube, formant un élément de centrage commun qui est assemblé avec le boîtier moteur ;
[Fig.10] : la Fig.10 est un schéma en vue de dessus qui illustre l'assemblage de l'actionneur de la Fig.9 ;
[Fig.1 1] : la Fig.1 1 est une vue à l'échelle en coupe longitudinale qui illustre un frein à disque tout électrique dans un exemple de mode de réalisation incluant l'actionneur de la Fig.9 ;
[Fig.12] : la Fig.12 est une vue à l'échelle en perspective qui illustre un exemple de frein à disque selon un exemple de mode de réalisation incluant l'actionneur de la Fig.1 ou Fig.5 ou Fig.9 ;
[Fig.13] : la Fig.13 est une vue à l'échelle en perspective qui illustre selon un angle différent certains sous-ensembles du frein de la Fig.12 : la référence 13a concerne le réducteur différentiel avec sa couronne fixe, la référence 13b concerne le réducteur différentiel sans sa couronne fixe, la référence 13c concerne le mécanisme vis-écrou, et la référence 13d concerne le nez d'étrier sous forme de pièce rapportée. DESCRIPTION D’EXEMPLES DE MODES DE REALISATION
Les Fig.1 à Fig.13 illustrent des exemples de modes de réalisation de l'invention, dans lequel l'actionneur électrique utilise un réducteur épicycloïdal différentiel 2, qui entraîne un mécanisme vis-écrou 3 de type réversible. Ce mécanisme de vis-écrou réversible est ici réalisé sous la forme d'une vis à billes 32 dans le filetage de laquelle circulent des billes 313 qui assurent sa coopération avec un écrou 31 .
Ce choix d'un vis-écrou réversible permet un bon rendement énergétique et une plus grande liberté de choix de pas que lorsque l'on s'impose un vis-écrou irréversible (comme c'est le cas dans nombre de réalisations connues pour les freins de stationnement électriques). Ce choix est rendu possible par l'irréversibilité du réducteur épicycloïdal différentiel utilisé.
Dans les présents exemples, le mécanisme vis-écrou 3 est entraîné en rotation par son écrou 31 , pour le déplacer en translation en maintenant la vis 32 immobile en rotation. L'inverse est cependant prévu lui aussi, avec un réducteur épicycloïdal différentiel entraînant un mécanisme vis-écrou connu dans lequel la vis est entraînée en rotation et fixe en translation tandis que l'écrou est maintenu immobile en rotation et mobile en translation.
Premier exemple de mode de réalisation
En Fig.1 à Fig.4 est illustré un actionneur selon un premier exemple de mode de réalisation, mis en œuvre dans le cas d'un frein à disque à étrier coulissant. Comme on le voit dans les vues d'ensemble des Fig.1 et Fig.3, l'actionneur de la Fig.1 est monté dans le corps 41 de l'étrier 4 d'un frein à disque 51 , et d'un seul côté du disque 509. En mode de serrage, cet actionneur applique un effort linéaire F1 sur un patin de serrage intérieur 502, lequel appuie sur la piste de frottement intérieure du disque 509, lequel s'appuie en réaction sur un patin de serrage extérieur 503, qui est lui-même en appui sur le "nez" de la branche extérieure 42 de l'étrier.
Ces patins de serrage 502, 503 sont guidés en translation, et retenus en rotation pour transmettre le couple de freinage, par la chape 501 ou "bracket" en vocabulaire anglo-saxon, laquelle est fixée à la partie suspendue du train roulant. De façon connue, l'étrier 4 lui-même est monté sur la chape 501 par des colonnettes 504, qui le maintiennent immobile en rotation et libre en translation, ce qui lui permet de se déplacer pour répartir l'effort de serrage sur les deux faces du disque, formant ainsi une architecture à "étrier coulissant".
Dans cet exemple, comme illustré en Fig.3 et surtout en Fig.4, Fig.12 et Fig .13, l'étrier est lui-même réalisé sous la forme de deux pièces différentes : un corps d'étrier ou boîtier d'étrier 41 et un nez rapporté 42, qui sont assemblés entre eux de façon solidaire par des vis 43, ce qui facilité par exemple le montage de l'actionneur. Cette configuration est cependant prévue aussi pour être mis en œuvre avec un étrier réalisé en une seule pièce.
Le moteur 1 comprend un stator 1 11 qui est fixé par pincement entre un épaulement du boîtier moteur 10 et un épaulement d'un couvercle intermédiaire 117, lequel porte aussi une carte électronique 1 18 qui commande le moteur et intègre une électronique de puissance alimentant les enroulements. Ce couvercle intermédiaire 1 17 est fermé à son extrémité arrière par un couvercle 1 19 formant radiateur thermique avec l'air extérieur, pour évacuer par des ailettes la chaleur émise par la carte électronique 118. Ce couvercle radiateur 1 19, par exemple en alliage d'aluminium moulé par exemple par injection sous pression, est en contact avec les composants chauds de la carte électronique 118, typiquement par l'intermédiaire d'une pâte thermiquement conductrice.
Dans cet exemple, le moteur 1 est du type à stator intérieur 1 1 1 et un rotor extérieur 1 12, ici à titre d'exemple un moteur à courant continu avec aimants permanents dans le stator et enroulements magnétiques dans le stator. D'autres types de moteurs connus sont cependant prévus aussi, par exemple un type classique à rotor intérieur et stator extérieur.
Le rotor 1 12 est solidaire d'un pignon planétaire d'entrée 12, lequel comprend un arbre 13 qui est guidé en rotation des roulements 14 montés à l'intérieur de la partie tubulaire du stator 1 1 1.
La couronne fixe 21 est fixée au boîtier moteur 10, ici par emmanchement à l'intérieur d'une jupe 102 dépassant axialement du boîtier moteur du côté avant. Dans cet exemple, l'emmanchement est serré et l'antirotation est réalisé par coopération de formes, ici des excroissances axiales 21 1 qui dépassent de la couronne fixe et coopèrent avec des vides ménagés dans la jupe 102. Une fois l'ensemble assemblé, la couronne fixe 21 est emboîtée dans un alésage à l'entrée du logement de boîtier de frein 410.
Le pignon planétaire d'entrée 12 engrène avec un groupe de satellites 22, qui sont maintenue dans des cages d'une bague porte-satellites 220.
Ces satellites 22 ont une longueur suffisante pour engrener chacun à la fois avec la couronne fixe 21 et avec une couronne mobile 23 qui est coaxiale et décalée axialement par rapport à ladite couronne fixe. Dans cet exemple, la couronne fixe 21 et la couronne mobile 23 ont le même diamètre intérieur et présentent toutes deux un module compatible avec la denture des satellites, laquelle est identique sur toute la longueur desdits satellites.
Dans cet exemple, la couronne mobile 23 est guidée en rotation, par exemple par frottement lubrifié, à l'intérieur d'une jupe 213 qui dépasse axialement de la couronne fixe 21 et lui est coaxiale.
La couronne mobile 23 présente un nombre de dents qui diffère de la couronne fixe 21 , d'un faible nombre de dents, par exemple de 4 à 5. Elle engrène sur les satellites 22 qui prennent appui sur la couronne fixe 21 , ici avec la même denture, de sorte que la couronne mobile 23 est entraînée en rotation par lesdits satellites avec une vitesse très réduite par rapport à la vitesse du pignon planétaire d'entrée 12.
Dans cet exemple, de façon avantageuse mais optionnelle, le moteur 1 1 est fixé dans boîtier moteur 10, qui est distinct du d'étrier 41 . Le boîtier moteur 10 présente une jupe axiale 104 qui s'étend vers le côté avant, et s'emboîte autour d'une partie du boîtier de frein 41 formant un manchon 401 s'étendant du côté arrière. Cet emboîtement entre jupe 104 et manchon 401 réalise le maintien du boîtier moteur 10 sur le boîtier d'étrier 41 , ici avec engagement de formes antirotation et retenue en translation par un circlip externe 105.
De façon avantageuse mais optionnelle, la couronne fixe 21 est disposée dans un alésage à l'intérieur du manchon 401 qui entoure le logement de boîtier de frein 410. La couronne fixe y est maintenue radialement par l'intermédiaire d'un amortisseur cylindrique 204 à amortissement radial. Cet amortisseur est ici formé par un matériau élastomère, dont la partie cylindrique porte une pluralité de nervures circonférentielles, qui sont comprimées entre l'alésage du logement 410 et la surface de la jupe 213 de la couronne fixe 21 , assurant étanchéité et amortissement radial.
Du côté avant, l'extrémité de l'amortisseur 204 s'étend radialement vers l'intérieur par un rétrécissement annulaire qui s'interpose entre l'extrémité avant de la couronne fixe 21 et un épaulement du logement 410 du boîtier d'étrier 41 . De façon avantageuse, ce rétrécissement annulaire présente des lèvres concentriques, ici vers l'avant, qui sont comprimées pour concourir à l'étanchéité et à l'amortissement axial.
Du côté arrière, l'extrémité de l'amortisseur 204 s'étend radialement vers l'extérieur par une collerette annulaire qui s'interpose entre l'extrémité arrière du manchon 401 du boîtier d'étrier 41 et une rainure annulaire du boîtier moteur 10. De façon avantageuse, cette collerette annulaire présente des lèvres concentriques, ici vers l'arrière, qui sont comprimées pour concourir à l'étanchéité et à l'amortissement axial.
Ainsi, la couronne fixe 21 est maintenue au sein du groupe moteur par le boîtier moteur 10, et l'amortisseur 204 permet un amortissement pour éviter la transmission directe des vibrations depuis la couronne et possiblement le boîtier moteur 10 vers le boîtier d'étrier 41 .
La couronne mobile 23 présente côté avant un alésage qui porte des rainures longitudinales 231. Elles entraînent en rotation l'écrou 31 du mécanisme vis- écrou 3, par des rainures longitudinales 312 que cet écrou 31 porte sur sa surface extérieure.
L'écrou 31 du mécanisme vis-écrou est fixe en translation et est entraîné en rotation par la couronne mobile 23, et coopère avec la vis 32 fixe en rotation pour déplacer ladite vis en translation.
La rotation de l'écrou 31 produit ainsi un entraînement linéaire de la vis 32, dans le sens du serrage F1 ou dans le sens inverse du retrait selon le sens de rotation du moteur.
L'écrou 31 est guidé en rotation par un roulement 412, ici à rouleaux, monté à l'intérieur d'un alésage 410 ménagé dans le boîtier d'étrier 41. Il est immobilisé en translation axiale, dans le sens du serrage, par butée contre une face d'appui axial d'un épaulement du boîtier d'étrier 41 dirigée du côté avant, par l'intermédiaire d'un palier à roulements 41 1 à rouleaux disposé entre cet épaulement et une collerette d'appui 31 1 qui entoure l'écrou 32.
Cette vis 32 du mécanisme vis-écrou 3 est solidaire d'une platine d'appui 33 jouant le rôle d'un piston de frein, qui transmet l'actionnement linéaire à au moins un patin de serrage 502, pour produire un effort de serrage F1 sur le disque 509 entre des patins de serrage 502, 503.
Le pignon planétaire d'entrée 32 présente un logement axial 120 qui s'ouvre du côté avant, et est prévu pour pouvoir recevoir la vis 32 du mécanisme vis- écrou 3 lorsqu'elle est en position rétractée (position illustrée sur la figure).
La platine d'appui 33 présente ici sensiblement la forme d'un disque, et elle recouvre la zone de coopération entre la vis et l'écrou, au sens où elle en dépasse radialement. Elle est ici entourée par un joint à soufflet 413.
Dans le sens du serrage, la platine-piston 32 reçoit directement l'appui axial de la vis 32 du mécanisme vis-écrou. Elle est fixée à l'extrémité de la vis 32 par un moyen de fixation axiale, ici une vis centrale 333, qui assure une traction sur la platine quand la vis se déplace dans le sens du retrait. La fixation en rotation est assurée par coopération d'une forme antirotation 323 portée par l'extrémité de la vis 32 avec une forme complémentaire portée par la face arrière de la platine-piston 33. Celle-ci est elle-même maintenue en rotation par des encoches antirotation 335. Celles-ci sont maintenues fixes en rotation de façon connue par des plots dépassant de la face arrière du patin de serrage intérieur 502, lui-même maintenu à l'intérieur de la chape 501 .
Un exemple de procédé d'assemblage préféré est ici décrit pour l'étrier de frein 51 des Fig.1 à Fig.4, mais cet assemblage peut aussi être réalisé différemment.
D'une part, on réalise le montage coaxial de l'arbre 13 de pignon planétaire creux 12 à l'intérieur du stator 1 11 du moteur électrique 1 1 à rotor 1 12 extérieur, ici avec un palier à un ou plusieurs roulements 14, notamment par un emmanchement serré. On obtient ainsi un groupe moteur 1 , illustré en Fig.4.
D'autre part, on insère à l'intérieur du logement traversant 410 du boîtier de frein 41 : du côté arrière la couronne mobile 23 ; et du côté avant un ensemble comprenant le mécanisme vis-écrou 3, par montage de son écrou mobile 31 dans le logement 410 de boîtier de frein. Cet écrou mobile en rotation est ici porté par un palier réalisant un guidage en rotation par un roulement à rouleaux 412. Ce palier comprend aussi, une butée à rouleaux 411 formant butée axiale pour supporter la réaction du boîtier d'étrier 41 à l'effort de serrage F1. Dans cet exemple, le blocage en translation vers l'avant est réalisé par emmanchement serré entre le roulement à rouleaux 41 1 et l'alésage du logement de boîtier de frein 410.
Le groupe moteur 1 (ou le groupe moteur élargi 1 ' défini ci-après) est assemblé avec le boîtier d'étrier 41 , ici par son boîtier moteur 10, et fixé dans cet exemple par un circlip extérieur 105 ; en montant entre eux les éléments mobiles du réducteur différentiel 2 qui n'y sont pas déjà.
La Fig.2 illustre un exemple préféré mais non obligatoire de l'assemblage des éléments intérieurs. De préférence, la couronne fixe 21 est ensuite fixée dans le boîtier moteur 10. Alternativement, la couronne 21 est réalisée par taille directe de ses dents dans la matière de son support de centrage 10.
Les satellites 22 et leur porte-satellites 220 sont insérés d'abord dans la couronne fixe, formant le groupe moteur élargi 1 ' de la Fig.2, ou alternativement dans la couronne mobile 23. La couronne mobile 23 est insérée dans le boîtier d'étrier 41 et couplée avec le mécanisme vis-écrou 3, ici par un circlip 302 inséré par exemple radialement par des fentes du boîtier d'étrier 41 , formant ainsi le boîtier d'étrier élargi 4'. Le groupe moteur élargi 1 ' et le boîtier d'étrier élargi 4' sont ensuite assemblés entre eux.
Deuxième exemple de mode de réalisation
Les Fig.5 à Fig.8 illustrent un deuxième exemple de mode de réalisation, qui ne sera décrit que dans ses différences.
Dans cet exemple 52a, le moteur 11 est aussi d'un type à rotor 1 12 extérieur et stator intérieur 1 1 1. A la différence du premier exemple décrit, le rotor extérieur est cette fois guidé par l'extérieur. Il est monté à l'intérieur d'un palier 15 à rouleaux ou aiguilles, qui est lui même monté à l'intérieur d'un alésage du boîtier moteur 10. Cette caractéristique est prévue pour être combinée avec les différentes variantes exposées ici pour le reste de l'actionneur. Ce guidage extérieur est peu voire pas utilisé dans ce type de contexte, par exemple parce que la position du palier habituellement à l'intérieur du moteur permet de limiter la vitesse linéaire de déplacement des parties du palier entre elles.
Cependant, malgré l'encombrement radial supplémentaire généré par le palier extérieur de cet exemple de mode de réalisation, ce montage apporte des avantages nouveaux, en particulier pour ce type d'actionneur. En effet, l'espace libéré au centre du moteur permet d'allonger la course de déplacement de la vis 32 quand elle se rétracte, en prolongeant le logement 120 créé au centre du pignon planétaire 12.
En outre, le choix de guider le rotor par l'extérieur améliore la précision de son centrage par rapport au support de centrage que forme pour lui le boîtier moteur 10, et donc par rapport à la couronne fixe 21 qui est solidaire de ce boîtier moteur. Ce meilleur centrage diminue les contraintes de précision lors de la fabrication et améliore par exemple les performances en matière acoustique et d'usure, en particulier pour ce type de réducteur différentiel à deux couronnes différentes montées sur des satellites communs.
Un exemple de procédé d'assemblage préféré est ici décrit pour l'étrier de frein 51 des Fig.5 à Fig.8, qui ne sera décrit que dans ses différences, mais cet assemblage peut aussi être réalisé différemment.
Dans cet exemple, on réalise l'assemblage d'un groupe moteur 1 a par montage coaxial à l'intérieur d'un alésage d'un support de centrage, ici le boîtier moteur 10 : d'une part, du rotor extérieur 1 12 du moteur électrique 1 1 , avec un palier à rouleaux ou aiguilles 15, notamment par un emmanchement serré, et d'autre part, de façon solidaire en rotation, de la couronne fixe 21 du réducteur planétaire différentiel 2, notamment par emmanchement serré d'une couronne rapportée 21 .
Alternativement, la couronne 21 est réalisée par taille directe de ses dents dans la matière de son support de centrage 10.
Comme illustré en Fig.8, ce groupe moteur 1 a comprend donc aussi la couronne fixe 21 . Selon un exemple d'assemblage illustré en Fig.6, les satellites 22 et leur porte- satellites 220 sont insérés d'abord dans la couronne fixe, formant le groupe moteur élargi 1 a'.
Selon un exemple d'assemblage, les satellites et leur porte-satellites 220 sont insérés d'abord dans la couronne mobile 23, comme illustré en Fig.8 (ou en Fig.10 pour le mode de réalisation décrit ci-après).
Dans les deux cas, la couronne mobile 23 est insérée dans le boîtier d'étrier 41 et couplée avec le mécanisme vis-écrou 3, ici par un circlip 302 inséré par exemple radialement par des fentes du boîtier d'étrier 41 , formant ainsi le boîtier d'étrier élargi 4a'.
Le groupe moteur 1 a (Fig.8) ou le groupe moteur élargi 1 a' (Fig.6) d'une part, et le boîtier d'étrier élargi 4a' d'autre part, sont ensuite assemblés entre eux. Troisième exemple de mode de réalisation
Les Fig.9 à Fig.1 1 illustrent un troisième exemple de mode de réalisation, qui ne sera décrit que dans ses différences par rapport au deuxième exemple.
Dans ce troisième exemple 52b, le moteur est fixé au boîtier moteur 10, par l'intermédiaire d'un support de centrage commun 16 formant une pièce distinct dudit boîtier 10. Ce support de centrage est ici un tube cylindrique, par exemple réalisé dans un matériau et/ou avec des traitements lui donnant une meilleure rigidité que ce qui est utile pour le reste du boîtier moteur 10. Dans cet exemple la couronne fixe 21 est rapportée et fixée sur ce support de centrage 16 (comme indiqué par les ovales sur les figures), par exemple par emmanchement serré. Alternativement, la couronne est directement taillée dans la matière de ce support de centrage.
Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention.
Nomenclature
1 , 1 a groupe moteur
T, 1 a' groupe moteur élargi (préassemblé avec satellites)
10 boîtier moteur, boîtier moteur formant support de centrage
101 support de centrage du boîtier moteur, pour le palier de rotor
102 jupe de boîtier moteur, support de centrage pour la couronne fixe 105 clip d'assemblage du boîtier moteur sur le boîtier d'étrier
11 moteur
110 logement intérieur du stator
111 stator
112 rotor
117 couvercle intermédiaire de moteur
118 carte électronique
119 couvercle radiateur
12 pignon planétaire creux
120 logement intérieur du pignon planétaire
13 arbre de pignon planétaire
14 roulements d'arbre de pignon planétaire
15 roulements de guidage extérieur du rotor
16 support de centrage commun au rotor et couronne fixe
162 partie du support de centrage commun, formant support de la couronne fixe
191 ,192 connecteurs électrique du moteur
2 réducteur épicycloïdal différentiel
204 amortisseur cylindrique
21 couronne fixe
211 encoches antirotation de la couronne fixe
213 jupe de la couronne fixe
22 satellites
220 bague porte-satellites
23 couronne mobile
231 cannelures d'accouplement de la couronne mobile
3 mécanisme vis-écrou
302 circlip d'assemblage de la couronne mobile avec l'écrou du vis-écrou
31 écrou mobile en rotation
311 collerette d'appui de l'écrou
312 rainures d'accouplement de l'écrou
313 billes du mécanisme vis-écrou
32 vis fixe en rotation 323 forme de couplage en rotation de l'écrou
33 platine d'appui - piston de frein
333 vis de fixation de la platine d'appui sur la vis
335 encoches antirotation de la platine d'appui-piston
4 étrier
4', 4a' boîtier d'étrier élargi (préassemblé avec vis-écrou)
401 manchon arrière du boîtier d'étrier
41 boîtier de frein, boîtier d'étrier
410 logement de boîtier d'étrier
411 butée axiale à roulement
412 palier de guidage à roulement
413 joint d'étanchéité antipoussière du piston
42 nez d'étrier, branche extérieure d'étrier
43 vis d'assemblage du nez d'étrier sur le boîtier d'étrier
4', 4a' boîtier d'étrier élargi (préassemblé avec vis-écrou)
501 chape
502 patin de serrage intérieur
503 patin de serrage extérieur
509 disque de frein
51 frein (M1)
52a frein (M2)
52b frein (M3)
F1 effort de serrage

Claims

REVENDICATIONS
1. Actionneur linéaire de frein (51 , 52a, 52b) entraîné par un moteur électrique (1 1 ), notamment pour véhicule routier et/ou automobile, ledit actionneur étant monté ou destiné à être monté dans un boîtier de frein (41 ) qui présente un logement traversant (410) entre un côté avant dirigé vers le disque et un côté arrière opposé au côté avant, ledit actionneur comprenant un réducteur planétaire différentiel (2) coaxial au moteur, lequel réducteur est entraîné en entrée par un pignon planétaire (12), qui entraîne un groupe de satellites (22) qui engrènent chacun à la fois sur une couronne fixe (21 ) et sur une couronne mobile (23), lesquelles couronnes (21 , 23) portent des nombres de dents différents l'une de l'autre, laquelle couronne mobile (23) entraîne en rotation un mécanisme vis-écrou (3) réversible qui produit un entraînement linéaire d'un piston de frein entre une position rétractée et une position sortie, de façon à exercer un appui linéaire dans une direction dite avant pour produire un effort de serrage (F1 ) sur un disque entre des patins de serrage (502, 503), d'une façon irréversible au niveau du réducteur planétaire différentiel (2), au sens où un effort linéaire exercé sur le piston de frein (33) dans le sens du desserrage sera bloqué par ledit actionneur, indépendamment du moteur électrique (1 1 ) et même si le mécanisme vis-écrou (3) ne présente pas lui- même une telle irréversibilité.
2. Actionneur linéaire de frein (51 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'écrou (31 ) du mécanisme vis-écrou est fixe en translation et est entraîné en rotation par la couronne mobile (23), et coopère avec une vis (32) fixe en rotation pour déplacer ladite vis en translation et ainsi produire ledit entraînement linéaire, laquelle vis (32) s'étend axialement à l'intérieur d'un logement (120) ménagé à l'intérieur dudit pignon planétaire d'entrée (12) lorsqu'elle en en position rétractée.
3. Actionneur linéaire de frein (51 ) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un moteur (1 1 ) d'un type à rotor (1 12) extérieur et stator intérieur (11 1 ), et en ce que le pignon planétaire d'entrée (12) est entraîné par le rotor (112) et est porté par un arbre (13) qui est guidé en rotation par un ou plusieurs roulements (14) montés à l'intérieur du stator (1 1 1 ).
4. Actionneur linéaire de frein (52a, 52b) selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce qu'il comprend un moteur (11 ) d'un type à rotor (1 12) extérieur et stator intérieur (1 1 1 ), en ce que son rotor (112) est guidé en rotation à l'intérieur d'un ou plusieurs roulements (15) montés dans un alésage d'au moins un support de centrage (101 , 16), lequel est solidaire de la couronne fixe (21 ).
5. Actionneur linéaire de frein (52b) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la vis (32) du mécanisme vis-écrou (3) s'étend axialement à l'intérieur d'un logement de stator (1 10) ménagé à l'intérieur du stator (1 1 1 ).
6. Actionneur linéaire de frein (52a, 52b) selon l’une quelconque des revendications 4 à 5, caractérisé en ce qu'un même support de centrage (101 , 16), réalisé de manière monopièce et par exemple monomatière, porte ou forme à la fois la couronne fixe (21 ) et un palier de guidage (15) pour le rotor (1 12).
7. Actionneur linéaire de frein (52b) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le moteur est fixé à un boîtier, pouvant être le boîtier de frein (41 ) ou un boîtier moteur (10), par l'intermédiaire d'un support de centrage commun (16) formant une pièce distincte dudit boîtier (10).
8. Actionneur linéaire de frein (51 , 52a, 52b) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la vis (32) est solidaire d'une platine d'appui (33) jouant le rôle d'un piston de frein qui transmet l'actionnement linéaire à au moins un patin de serrage (502).
9. Actionneur linéaire de frein selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'écrou (31 ) est agencé pour être guidé : en rotation, par un ou plusieurs roulements (412) montés à l'intérieur d'un alésage (410) ménagé dans le boîtier de frein (41 ) ; et en translation axiale, par butée contre une face d'appui axial d'un épaulement du boîtier de frein dirigée du côté avant, par l'intermédiaire d'au moins un palier à roulements (411 ) disposé entre ladite face avant et une partie de l'écrou (32) s'étendant radialement pour former une collerette d'appui( 31 1 ).
10. Actionneur linéaire de frein (51 ) selon l’une quelconque des revendications 1 ou 3, caractérisé en ce que : le moteur présente un stator intérieur et un rotor extérieur ; et le pignon planétaire d'entrée (12) est solidaire du rotor et est porté par ou intégré dans un arbre (13) qui s'étend à l'intérieur du stator (1 1 1 ) où il est guidé en rotation par un palier à roulement (14) ; et la couronne mobile (23) est mobile en rotation par l'intérieur de la couronne fixe (21 ) ou de son support de centrage (10) ; et la couronne mobile (23) est solidaire de l'écrou (31 ) en rotation par coopération de cannelures ou dentures ou rainures longitudinales (231 , 312); et la couronne fixe (21 ) est emboîtée dans ou autour d'un alésage formé dans un logement (410) ménagé dans le boîtier de frein (41 ), l'écrou (31 ) est monté libre en rotation dans un alésage du logement (410) de boîtier de frein (41 ), qui se termine par un épaulement présentant une face d'appui dirigée vers l'avant et sur laquelle l'écrou vient en butée axiale (41 1 ) ; et la vis (32) est solidaire d'une platine d'appui (33) formant piston de frein et qui maintient ladite vis (32) fixe en rotation, notamment par couplage en rotation (33, 323) dudit piston (33) avec un patin de freinage (502) qui reçoit son effort linéaire (F1 ) et est lui-même maintenu en rotation par une chape (501 ) fixe.
1 1. Actionneur linéaire de frein (52a, 52b) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 4 à 6, , caractérisé en ce que le moteur (1 1 ) présente un stator (1 1 1 ) intérieur et un rotor (1 12) extérieur ; et ledit rotor (11 1 ) est guidé en rotation à par un palier extérieur (15) monté à l'intérieur d'un élément de centrage (10, 16), et est solidaire en rotation du pignon planétaire d'entrée (12) ; et ledit stator (1 1 ) est creux au sens où il présente, sur au moins la moitié de la longueur du moteur (1 1 ), un logement axial (1 10) agencé pour autoriser le passage de la vis (32) à l'intérieur du pignon planétaire d'entrée (12) et dudit stator( 11 1 ) ; la couronne fixe (21 ) est montée sur ou intégrée dans un support de centrage (10, 16) qui reçoit au moins un des roulements moteur (15) ou forme une partie dudit roulement moteur, c'est à dire que ce support de centrage (10, 16) est d'une seule matière ou avec continuité de matière entre une partie (101 ) formant ou recevant ledit roulement moteur (15) et une partie (102, 162) formant ou recevant la couronne fixe (21 ) ; et la couronne mobile (23) est mobile en rotation à l'intérieur de la couronne fixe (21 ) ou de son support de centrage (10, 16) ; et la couronne mobile (23) est solidaire de l'écrou (31 ) en rotation par coopération de cannelures ou dentures ou rainures (231 , 312) longitudinales ; et la couronne fixe (21 ) ou son support de centrage (10, 16) est emboîtée dans ou autour d'un logement (410) ménagé dans le boîtier de frein (41 ), l'écrou (31 ) est monté libre en rotation dans un alésage du logement (410) de boîtier de frein (41 ), qui se termine par un épaulement présentant une face d'appui dirigée vers l'avant et sur laquelle l'écrou vient en butée axiale( 41 1 ) ; et la vis (32) est solidaire (33, 323) d'une platine d'appui (33) formant piston de frein et qui maintient ladite vis (32) fixe en rotation, notamment par couplage en rotation (335) dudit piston (33) avec un patin de freinage (502) qui reçoit son effort linéaire (F1 ) et est lui-même maintenu en rotation par une chape (501 ) fixe.
12. Actionneur linéaire de frein selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couronne mobile (23) est mobile en rotation à l'intérieur de la couronne fixe (21 ) ou de son support de centrage ( 10, 16).
13. Actionneur linéaire de frein selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couronne fixe (21 ) est disposée dans un alésage du logement de boîtier de frein (410), où elle est maintenue radialement par l'intermédiaire d'au moins un amortisseur cylindrique (204) à amortissement au moins radial, notamment formé en tout ou partie d'un matériau élastomère, ledit amortisseur cylindrique (204) étant par exemple comprimé entre le boîtier de frein (41 ) et une jupe solidaire de la couronne fixe (21 ), laquelle jupe s'étend par exemple vers et autour de la couronne mobile (23).
14. Actionneur linéaire de frein selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la vis vient en appui linéaire à l'intérieur d'un piston hydraulique qui lui est coaxial, lequel réalise un piston de frein à actionnement sélectivement électrique et/ou hydraulique.
15. Frein à disque à étrier flottant ou coulissant (51 , 52a, 52b), notamment pour véhicule routier et/ou automobile, ce frein comprenant un étrier (4) formant deux branches destinées à enjamber au moins un disque de frein pour lui appliquer un couple de freinage par serrage d'au moins deux patins de freinage (502, 503) sur les deux faces de ce disque, l'une au moins de ces branches comprenant un corps formant un boîtier d'étrier (41 ) réalisant le boîtier de frein, recevant un mécanisme d'actionnement linéaire agencé pour produire ce serrage en déplaçant linéairement au moins un piston de frein (33) qui appuie sur au moins un patin de serrage (502), caractérisé en ce que ce mécanisme d'actionnement linéaire comprend au moins un actionneur électrique selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, agencé pour produire un effort de serrage et de desserrage appui ou traction linéaire à l'arrière d'une platine d'appui formant un piston de frein (33) dépourvu d'actionnement hydraulique.
16. Frein à disque à étrier flottant ou coulissant, notamment pour véhicule routier et/ou automobile, ce frein comprenant un étrier formant deux branches destinées à enjamber au moins un disque de frein pour lui appliquer un couple de freinage par serrage d'au moins deux patins de freinage sur les deux faces de ce disque, l'une au moins de ces branches comprenant un corps formant un boîtier de frein recevant un mécanisme d'actionnement linéaire agencé pour produire ce serrage en déplaçant linéairement au moins un piston de frein qui appuie sur au moins un patin de serrage, caractérisé en ce que ce mécanisme d'actionnement linéaire comprend au moins un actionneur linéaire de frein selon l’une quelconque des revendications 1 à 14, agencé pour produire un effort de serrage par appui linéaire à l'intérieur d'un piston hydraulique logé dans une chambre hydraulique commandée par un circuit hydraulique.
17. Véhicule ou sous-ensemble de véhicule, notamment routier et/ou automobile, comprenant un frein selon l’une quelconque des revendications 15 à 16 ou un frein comprenant un actionneur selon l’une quelconque des revendications 1 à 14.
18. Procédé de fabrication d'un actionneur de frein (51 ) selon l’une quelconque des revendications 1 à 14 ou d'un frein (51 ) selon l’une quelconque des revendications 15 à 16 ou d'un véhicule ou sous-ensemble selon la revendication 17, en combinaison avec la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend : d'une part un montage coaxial d'un arbre (13) de pignon planétaire creux (12) à l'intérieur du stator (11 1 ) d'un moteur électrique (1 1 ) à rotor (1 12) extérieur, avec un palier à un ou plusieurs roulements (14), notamment par un emmanchement serré, formant ainsi un groupe moteur (1 ), ou fourniture d'un tel groupe moteur ; d'autre part les étapes suivantes : insertion à l'intérieur du boîtier de frein (41 ) : du côté arrière de la couronne mobile (23) ; et du côté avant d'un ensemble comprenant le mécanisme vis- écrou( 3), par montage de son écrou mobile (31 ) dans le logement (410) de boîtier de frein au moyen d'au moins un palier réalisant un guidage dudit écrou mobile en rotation par roulement (412) et en butée axiale vers l'arrière par roulement (41 1 ) ; couplage en rotation (231 -312), et de préférence aussi en translation, entre la couronne mobile (23) et l'écrou mobile (31 ), lors de l'insertion ou ultérieurement.
19. Procédé de fabrication d'un actionneur de frein (52a, 52b) selon l’une quelconque des revendications 1 à 14 ou d'un frein (52a, 52b) selon l’une quelconque des revendications 15 à 16, en combinaison avec la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend : d'une part un assemblage d'un groupe moteur (1 a), ou une fourniture d'un groupe moteur ainsi assemblé, par montage coaxial à l'intérieur du support de centrage (10, 16) : d'une part, du rotor extérieur (1 12) du moteur électrique (1 1 ), avec un palier à un ou plusieurs roulements (15), notamment par un emmanchement serré, et d'autre part, de façon solidaire en rotation, de la couronne fixe (21 ) du réducteur planétaire différentiel (2), notamment par emmanchement serré d'une couronne rapportée (21 ) ou par taille directe des dents de ladite couronne dans la matière de l'élément support (10, 16) ; d'autre part les étapes suivantes : insertion, à l'intérieur du boîtier de frein (41 ) : du côté arrière, de la couronne mobile (23) ; et du côté avant, d'un ensemble comprenant le mécanisme vis- écrou (3), par montage de son écrou mobile (31 ) dans le logement (410) de boîtier de frein au moyen d'au moins un palier réalisant un guidage dudit écrou mobile par rapport au boîtier de frein, en rotation par roulement (412) et en butée axiale vers l'arrière par roulement (41 1 ), couplage en rotation (231 -312), et de préférence aussi en translation, entre la couronne mobile (23) et l'écrou mobile (31 ), lors de l'insertion ou ultérieurement.
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