Brevet FR2657317A1 — publié le 19910726

DISPOSITIF DE BRAQUAGE DE ROUES ARRIERE POUR VEHICULE A QUATRE ROUES DIRECTRICES. La presente invention concerne un dispositif de braquage motorise de roues arriere d'un véhicule à quatre roues directrices. On connaît par la demande de brevet français n" 87 14 443, un dispositif de braquage équipé d'un moteur électrique monté coaxialement sur une tige. Le dispositif permet la convertion de la rotation du moteur électrique en un mouvement axial de la tige pour Draquer les roues arriere du véhicule, par l'intermédiaire des barres d'accouplement. La tige comporte une portion filetée située à un côté du moteur électrique et coopérant avec un écrou pour former un mécanisme à vis, de façon à convertir la rotation du moteur électrique en un mouvement axial de la tige. Un tel dispositif présente un certain nombre d'inconvénients, par exemple, un rendement relativement faible entre le couple moteur et l'effort transmissible de la tige translatée dû essentiellement à de nombreux organes intermediaires pour réaliser la conversion de mouvement; un retard de réponse dû à un jeu en rotation des paliers utilisés pour la transmission du mouvement de rotation du rotor du moteur électrique; un mauvais équilibrage de charge appliquée au moteur. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients en réalisant un dispositif de braquage amélioré, compact, simple et économique. Selon l'invention, le dispositif de braquage des roues arriere pour véhicules à quatre roues directrices comprend un boltier tubulaire dans lequel sont disposés un moteur électrique, un systeme à vis, une tige et un systeme de détection de mouvement; des organes de transmission accouplés d'une part aux roues arriere du véhicule et d'autre part aux extrémités de la tige. Selon l'invention, le systeme à vis est constitué de deux écrous à billes monts autour des portions filetées de la tige, écartés l'un de l'autre, et rendus solidaires du rotor du moteur électrique qui est placé coaxialement à la tige. Le stator du moteur électrique se trouve face à la portion du rotor comprise entre les deux écrous à billes. Deux roulements coaxiaux à la tige, séparés l'un de l'autre, permettent à la fois le guidage en rotation et le centrage du rotor du moteur électrique. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaitront à l'étude de la description détaillée d'un mode de réalisation de l'invention pris à titre nullement limitatif et illustré par le dessin unique annexé qui représente une coupe axiale du dispositif de braquage de l'invention. Comme montré sur la figure unique, le dispositif comprend une tige 1 au moins partiellement filetée autour de laquelle sont montés deux écrous à billes 2 et 3 en contact avec la partie filetée de la tige et séparés l'un de l'autre. Un moteur électrique 4 pas à pas ou à effet Hall est monté coaxialement à la tige 1. Le moteur électrique 4 comprend un rotor 5 et un stator 6. Le rotor 5 a une forme sensiblement tubulaire dont les parties d'extrémité présentent une section intérieure plus grande que celle du milieu pour recevoir respectivement les écrous à billes 2 et 3. Les écrous à billes sont solidarisés en rotation avec le rotor 5 par l'intermédiaire des clavettes 7 et 8. Le dispositif de braquage comprend en outre un boîtier tubulaire 9 pour enfermer ensemble des organes du dispositif. Vers le centre de la paroi intérieure du bolier 9 est monté de façon solidaire le stator 6 du moteur électrique 4. Le stator ainsi monté sur la paroi intérieure du boîtier 9 est face radialement à une partie du rotor 5 se trouvant au voisinage du centre de celui-ci. De part et autre du stator 6 sont montés deux roulements 10 et 11 dont les bagues extérieures sont encastrées dans et rendues solidaires de la paroi intérieure du boîtier 9, et dont les bagues intérieures sont rendues solidaires du rotor 5 du moteur électrique 4. Chaque roulement 10 et 11 se trouve de cette façon à l'extérieur radialement de l'un des écrous à billes 2 et 3. Un frein électromagnétique 12 est monté au voisinage d'une extrémité du rotor. Un capteur de position 13 est monté à l'autre extrémité du rotor 5. Le boltier tubulaire 9 est rendu étanche au moyen de deux rondelles 14 et 15 fixées aux deux extrémités de la tige 1. Chaque extrémité de la tige 1 est rendue solidaire d'un rotule 16, 17 des biellettes du train arriere du véhicule solidaires des queues de rotule 18 et 19. Le boltier tubulaire 9 est fixé rigidement ou avec des plots de filtrage sur le berceau arriere du véhicule. Le dispositif de braquage ainsi fixé est situé dans un plan transversal du véhicule. Le moteur électrique 4 est piloté par un calculateur, non représenté, qui prend en compte différents parametres liés au comportement du véhicule. Lorsqu'une instruction est donnée pour braquer les roues arriere du véhicule, le rotor 5 du moteur électrique 4 est entraîné en rotation autour de la tige I. I1 en résulte que les écrous à billes 2 et 3 sont également entraînés en rotation directement par le rotor 5. Le roulement des billes, non représentées, dans le filetage de la tige 1 provoque un mouvement de translation axiale de la tige 1 à l'intérieur du boltier tubulaire 9 fixe. Ce mouvement de translation de la tige se traduit par un braquage des roues arriere par l'intermédiaire des rotules 16, 17 et des biellettes du train arrière non représentées. Le mouvement de translation de la tige 1 est détecté indirectement par l'intermédiaire du capteur 13 qui détecte le mouvement angulaire du rotor 5 correspondant. Le signal de détection est ensuite introduit dans le calculateur qui prend en compte pour piloter le moteur électrique 4. Le capteur 13 peut être un capteur optique ou un capteur angulaire intégré au roulement correspondant 10. Le frein électromagnétique 12 permet de bloquer en rotation le rotor 5, et par conséquent le mouvement de translation de la tige 1, lorsque le dispositif de blocage fonctionne en mode de défaillance. Un clinquant 20 coopérant avec une fente longitudinale pratiquée sur une extrémité du boîtier tubulaire 9 permet de guider en translation la tige 1 tout en interdisant son mouvement de rotation. Les mouvements axiaux d'autres éléments assemblés sont limité d'une part par des épaulements pratiqués soit dans le rotor 5 soit dans le boltier tubulaire 9, et d'autre part par des serre-clips annulaires 21, 22, 23 et 24 qui constituent des butées axiales. La disposition spéciale des deux écrous à billes 2, 3, de part d'autre du stator 6 du moteur électrique 4, tend à les rapprocher lorsqu'ils sont entraînés en rotation par le rotor 5. I1 en résulte la création d'une contrainte axiale entre les écrous à billes 2, 3 et la tige filetée 1, ce qui a pour conséquence la suppression du jeu axial, ou course à vide entre les écrous à billes et la tige filetée. De préférence, aux extrémités en regard des écrous à billes 2, 3 sont montées autour de la tige respectivement une rondelle élastique, par exemple en caoutchouc, qui une fois les écrous montés, exerce une force axial à l'écrou correspondant de façon à créer une précharge aux écrous à billes et à supprimer ainsi tout jeu axial entre les écrous et la tige filetée 1. Par ailleurs, les écrous à billes 2 et 3 servent d'organes de guidage pour la tige 1 sans nécessiter d'organes intermédiaires. Cela combiné avec le fait que les écrous à billes 2 et 3 sont directement entraînés par le rotor 5 du moteur électrique, se traduit par un rendement amélioré entre le couple moteur et l'effort transmissible de la tige. De plus, la structure sensiblement symétrique des dispositifs permet une meilleure répartition de charge subie par le moteur électrique 4. Dans cet exemple, l'étanchéité des extrémités du boîtier 9 est assurée par des rondelles d'étanchéité 14, 15 solidaires des extrémités de la tige 1. Il est également possible de remplacer cette partie par des soufflets qui peuvent être rendus solidaires des extrémités du boîtier 9 et prolongés axialement jusqu'aux queues de rotule 18, 19 proches du boîtier, dans l'objectif de supprimer le frottement éventuel entre les rondelles d'extrémité et la paroi intérieure du boîtier tubulaire 9, le frottement constituant une cause de diminution de rendement du dispositif de braquage. REVENDICATIONS I. Dispositif de braquage de roues arrière pour véhicule à quatre roues directrices, caractérisé par le fait qu'il comprend un moteur électrique (4) monté coaxialement à une tige (1) fileté au moins à ses parties d'extrémité, deux écrous à billes (2, 3) rendus solidaires respectivement aux deux parties d'extrémité du rotor (5) du moteur électrique et montés sur les parties filetées de la tige, le stator (6) du moteur électrique se trouvant face à une portion du rotor comprise entre les écrous à billes, deux roulements (10, 11) montés de part et d'autre du stator et dont les bagues intérieures sont rendues solidaires du rotor du moteur un boîtier tubulaire (9) à la paroi intérieure duquel sont montés fixes le stator et les bagues extérieures desdits roulements, des moyens de transmission (16, 17, 18, 19) du mouvement de la tige aux roues arrière du véhicule, des moyens (14, 15) pour rendre étanches les extrémités du boîtier tubulaire et des moyens de blocage en rotation (20) de la tige par rapport au boîtier. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre un capteur de position (13) pour détecter le mouvement angulaire du rotor (5) du moteur électrique (4). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il comprend un frein électromagnétique (12) du rotor (5) du moteur électrique. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le rotor (5) du moteur électrique (4) est sous forme tubulaire dont la section intérieure des parties d'extrémité sont plus grandes que la section intérieure du milieu, lesdites parties d'extrémité du rotor entourant chacune l'un des écrous à billes (2, 3), et que des écrous à billes sont bloqués en rotation par rapport au rotor (5) au moyen des clavettes (7, 8). 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens (14, 15) pour rendre étanches les extrémités du boîtier tubulaire (9) sont constitués par deux rondelles d'étanchéité, chacune étant fixée à une extrémité de la tige filetée (1) et en contact mécanique avec la paroi intérieure des parties d'extrémité du boîtier. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les moyens (14, 15) pour rendre étanches les extrémités du -boîtier tubulaire (9) sont constitués par deux soufflets, chacun étant rendu solidaire d'une part d'une extrémité de boîtier et d'autre part d'une partie (18, 19) des moyens de transmission du mouvement de la tige (1) aux roues arrière du véh icuie. 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, earactérisé par le fait qu'il comprend deux rondelles élastiques montées autour de la tige (1) et adjacent aux extrémités en regard des écrous à billes (2, 3).