Brevet FR2926860A1 — publié le 20090731

ACTIONNEUR DE FREIN DE STATIONNEMENT La présente invention concerne un actionneur de frein de stationnement, en particulier pour véhicule automobile. Les véhicules automobiles comportent un dispositif auxiliaire de freinage ou frein de stationnement indépendant du système de freinage principal commandé par une pédale, pour immobiliser le véhicule à l'arrêt et éventuellement le ralentir en cas de défaillance du système de freinage principal. La commande de ce dispositif auxiliaire est habituellement réalisée au moyen d'un levier actionné à la main, relié par un câble coulissant dans une gaine au dispositif de freinage pour appliquer et serrer des garnitures de frottement sur une surface d'un disque ou d'un tambour lié en rotation à une roue. Cette commande peut être automatisée au moyen d'un motoréducteur électrique d'un type connu procurant une forte réduction pour exercer simultanément une traction élevée sur deux câbles de commande des freins de deux roues du véhicule. La réduction de vitesse se fait habituellement par le montage en série de plusieurs étages de réduction, pour obtenir un couple élevé à partir d'un petit moteur électrique consommant un courant faible. Le problème qui se pose est que les différents étages de réduction montés en série sont assez encombrants et ont un rendement mécanique d'ensemble qui est médiocre. De plus, pour exercer une traction simultanée et équilibrée sur les deux câbles il faut souvent adapter un dispositif complémentaire en sortie du réducteur ce qui ajoute un encombrement supplémentaire et augmente la complexité du dispositif. L'invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la 30 technique antérieure et de fournir une commande de frein de stationnement qui soit compacte, simple, efficace et économique. CB2372 - Votre ref : C.CARUSO � Cable puller � Elle propose à cet effet un actionneur de frein de stationnement, en particulier pour véhicule automobile, comportant un moteur électrique relié par un réducteur à engrenages à deux éléments rotatifs de sortie actionnant chacun un moyen de freinage, caractérisé en ce que le réducteur comprend un élément d'entrée rotatif qui entraîne en mouvement oscillant un plateau circulaire libre en rotation comportant une première couronne dentée sur chacune de ses faces, chaque première couronne dentée étant en prise avec une seconde couronne dentée solidaire d'un élément de sortie, et l'une des premières couronnes dentées ayant un nombre de dents différent de celui de la seconde couronne dentée en prise avec elle. Un avantage essentiel de l'actionneur selon l'invention est que la réduction de vitesse par plateau oscillant avec un nombre de dents différent pour l'une des couronnes dentées en prise permet de réaliser en un étage de réduction une forte démultiplication de la vitesse. De préférence, le plateau oscillant est monté sur l'élément d'entrée au moyen d'un palier dont l'axe est incliné, d'environ 10 degrés par exemple, par rapport à l'axe du réducteur. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, chaque couronne dentée du plateau oscillant est en prise avec une couronne dentée liée directement à l'un des éléments de sortie et une poulie réceptrice formant l'élément d'entrée peut être montée axialement entre les deux éléments de sortie. Les deux éléments de sortie sont portés par des paliers montés 25 axialement de part et d'autre du plateau oscillant, pour réaliser un guidage en rotation de l'ensemble du réducteur. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, un deuxième réducteur de vitesse à plateau oscillant est monté en série avec le réducteur précité à plateau oscillant. 30 Une pièce intermédiaire constituant la sortie du premier réducteur supporte le plateau oscillant du deuxième réducteur et les couronnes CB2372 - Votre ref : C.CARUSO � Cable poiler � dentées de ce plateau oscillant sont en prise avec deux autres couronnes dentées liées l'une à l'élément de sortie du premier réducteur et l'autre à l'élément de sortie du deuxième réducteur. Avantageusement, pour chaque plateau oscillant deux couronnes dentées en prise ont un même nombre de dents alors que les deux autres couronnes dentées en prise ont des nombres de dents différents, par exemple d'une unité. D'après une réalisation de l'invention, les éléments de sortie sont des poulies à gorge circulaire recevant un câble de frein. Dans une variante de l'invention, les éléments de sortie comportent des ergots qui s'écartent l'un de l'autre lors de la rotation du réducteur et qui agissent sur des leviers actionnant des patins de frein à tambour. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue extérieure en perspective d'un actionneur selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe de cet actionneur ; - la figure 3 est une vue en coupe d'un actionneur selon une variante ; 20 - la figure 4 est une vue extérieure en perspective de certains éléments de l'actionneur de la figure 3. Les figures 1 et 2 représentent un actionneur 1 comprenant un moteur électrique 2 portant sur son arbre une poulie motrice liée en rotation par une courroie 4 à une poulie réceptrice 6 de grand diamètre formant l'élément 25 d'entrée d'un réducteur de vitesse. Cet ensemble courroie et poulies forme un premier étage de réduction, dans lequel le nombre de dents de la poulie motrice est par exemple de 10 alors que celui de la poulie réceptrice est de 60, ce qui donne une réduction de 6. Deux éléments de sortie 8, 12 disposés axialement de part et d'autre de 30 l'élément d'entrée 6 et alignés, sont constitués par deux poulies à gorge circulaire recevant un câble 10, 14 dont une extrémité est fixée sur l'élément CB2372 - Votre ref : C.CARUSO � Cable puller � de sortie 8, 12 et dont l'autre extrémité actionne un frein de roue. Par rotation simultanée dans un même sens de ces éléments de sortie, les câbles sont enroulés dans les gorges et sont tendus avec une force F. La poulie réceptrice 6 est creuse et comporte deux alésages de grand diamètre légèrement inclinés par rapport à l'axe, par exemple d'environ 10 degrés, recevant chacun un palier 20, 30 supportant un plateau 22, 32. Ces plateaux sont accolés et fixés l'un à l'autre. La rotation de la poulie 6 entraînée par le moteur électrique 2 provoque une oscillation ou nutation des plateaux 22, 32 qui forment un ensemble libre en rotation. L'élément de sortie supérieur 8 comporte un arbre central qui traverse de part en part un arbre creux de l'élément de sortie inférieur 12, et des paliers radiaux 40, 42 sont interposés entre les arbres pour leur guidage relatif. Par ailleurs, deux paliers 26, 36 situés à la périphérie extérieure des éléments de sortie 8, 12 assurent un guidage radial et axial de la poulie 6 placée entre ces éléments. Une rondelle de fermeture 44 est fixée à l'extrémité de l'arbre de l'élément de sortie supérieur 8, à l'extérieur de l'élément de sortie inférieur 12 et maintient axialement l'ensemble par l'intermédiaire d'une rondelle à élasticité axiale 46 et d'une butée à billes 48 qui est en appui sur l'élément de sortie inférieur 12. De cette manière, l'empilage des pièces situées entre les deux éléments de sortie 8, 12 est maintenu axialement avec une précontrainte donnée par la rondelle élastique 46. La rondelle de fermeture 44 comporte de plus une partie centrale formant un palier, et un palier 50 du même type est disposé axialement à l'opposé du réducteur sur l'élément de sortie 8 pour assurer le maintien et le guidage en rotation du réducteur sur un support non représenté fixé sur le châssis du véhicule, qui reprend les différents efforts de réaction quand les câbles 10 et 14 sont tendus. Chaque plateau 22, 32 comporte sur sa face tournée vers l'extérieur une couronne de dents orientées axialement, qui vient en prise avec une CB2372 - Votre ref : C.CARUSO � Cable puller � autre couronne dentée disposée sur l'élément de sortie 8, 12 situé en vis-à-vis. En raison de l'inclinaison des plateaux 22, 32 par rapport à l'axe, ce sont seulement les dents situées en un point de rapprochement 24, 34 d'un couple de couronnes qui s'engrènent l'une dans l'autre. Les nombres de dents des couronnes en prise sont légèrement différents. Dans un exemple, ils sont de 70 et 70 pour les deux couronnes supérieures en prise, et de 71 et 70 pour les deux couronnes inférieures. Le fonctionnement du réducteur est le suivant : une rotation de la poulie réceptrice 6 sur un tour entraîne une oscillation des plateaux 22, 32, et le point de contact des dents 24, 34 des couronnes dentées en prise se déplace sur un tour. Pour l'élément supérieur 8, les deux couronnes ayant un nombre de dents identique, le système revient au point de départ sans changement. Pour l'élément inférieur 12, les deux couronnes ayant des nombres de dents différant d'une unité, le système tourne d'une fraction de tour égale à 1/70, et cette rotation réalise un enroulement du câble 14 dans la gorge de la poulie 12. Comme le moteur électrique commande une rotation relative des deux éléments de sortie 8, 12 à la manière d'un différentiel, l'angle de rotation ainsi imposé se répartit librement sur chacun des éléments de sortie de sorte que les tensions F sur les câbles s'équilibrent. Toutefois, une légère différence des couples exercés sur les éléments de sortie 8, 12 se produit du fait qu'il y a une dent d'écart sur un des couples de couronnes par rapport à l'autre. Cette différence peut se compenser en réalisant pour les diamètres des gorges d'enroulement des câbles 10, 14, une différence du même ordre de manière à ramener au même niveau les efforts de traction sur les câbles. On notera que l'équilibrage des forces de traction est réalisé de manière mécanique et est maintenu en permanence, ce qui permet d'appliquer un même effort de serrage aux freins des deux roues d'un même essieu. Le maintien des freins en position serrée est réalisé simplement par arrêt de l'alimentation électrique du moteur. Si nécessaire, un dispositif CB2372 - Votre ref : C.CARUSO � Cable putier � complémentaire de blocage peut être ajouté sur le réducteur qui peut comprendre par exemple une roue-libre commandée permettant la rotation d'un arbre dans le sens du freinage et bloquant son retour en arrière, ce retour s'effectuant pour relâcher les freins par une action sur une commande de la roue-libre. L'actionneur 1 réalise de manière compacte une forte réduction de vitesse, qui est dans ce cas de 6 puis de 70 soit un total de 420, avec un bon rendement en raison du faible nombre de pièces en service. Les figures 3 et 4 représentent un actionneur 60 selon une variante de réalisation, comportant deux étages de réduction montés en série. Le corps de l'actionneur forme un carter contenant l'ensemble du mécanisme et comporte, empilés axialement et liés entre eux successivement, un corps supérieur cylindrique 62, un plateau intermédiaire 64 et un corps inférieur cylindrique 66 formant un premier élément de sortie. Ce dernier corps contient le deuxième élément de sortie 68 qui est guidé en rotation par un palier 70, les deux éléments de sortie ayant des faces planes transversales inférieures se trouvant dans un même plan. L'élément d'entrée entraîné par un moteur non représenté est un moyeu 80 supportant suivant un axe légèrement incliné un premier plateau 82, par l'intermédiaire d'un palier 84 permettant une libre rotation. Ce premier plateau 82 comporte sur ses deux faces une couronne dentée : la première couronne sur la face supérieure est en prise avec une couronne dentée correspondante 86 du corps supérieur cylindrique 62, la deuxième couronne est en prise avec une couronne correspondante 90 liée à une pièce d'entraînement intermédiaire 88. La pièce d'entraînement intermédiaire 88 supporte suivant un axe légèrement incliné un deuxième plateau 92 par l'intermédiaire d'un palier 94 permettant une libre rotation, ce plateau 92 comportant lui aussi deux couronnes dentées. La première couronne sur la face supérieure est en prise avec une couronne correspondante 96 du plateau intermédiaire 64 liée au CB2372 - Votre ref : C.CARUSO � Cable poiler � premier élément de sortie 66, la deuxième couronne est en prise avec une couronne correspondante 98 liée au deuxième élément de sortie 68. Le deuxième élément de sortie 68 possède un arbre central permettant le guidage des différents composants et qui porte dans sa partie supérieure un palier 100 de guidage en rotation du moyeu d'entrée 80, et dans une partie intermédiaire un palier 104 de guidage en rotation de la pièce d'entraînement intermédiaire 88. Par ailleurs, cette pièce intermédiaire est guidée dans une zone radialement extérieure par un palier 102 qui est porté par le corps supérieur 62. Chaque élément de sortie 66, 68 comporte en saillie sur sa face transversale inférieure un ergot d'entraînement respectivement 114, 116. Deux bras 110, 112 placés symétriquement dans un plan perpendiculaire à l'axe du réducteur comportent un perçage permettant un pivot autour d'un axe commun 118 et s'appuient à une extrémité sur les ergots 114, 116 à l'extérieur de ceux-ci. A leur autre extrémité, les bras comportent des bossages 120, 122 exerçant une action sur des éléments de freinage, par exemple directement sur des segments de frein à tambour. Le fonctionnement du réducteur 60 est le suivant : la rotation de l'élément d'entrée 80 entraîne une oscillation du premier plateau 82 et des couronnes dentées qu'il porte. Comme pour le réducteur des figures 1 et 2, la différence du nombre de dents de deux couronnes en prise a pour conséquence que la pièce d'entraînement intermédiaire est entraînée avec une première réduction de vitesse. Cette pièce intermédiaire par sa rotation génère à son tour une oscillation du deuxième plateau 92. De même, en raison de la différence du nombre de dents de deux couronnes en prise, l'élément de sortie 68 est entraîné avec une deuxième réduction de vitesse. Au total, on a réalisé de manière compacte deux réductions successives avec un rapport de réduction total très élevé, par exemple de 30 l'ordre de 2800. CB2372 - Votre ref : C.CARUSO � Cable puller � A partir d'un moteur électrique à faible couple, on réalise un lent écartement des ergots de sortie 114, 116 qui poussent sur les faces d'appui des leviers 110, 112 et on exerce une force élevée sur les bossages 120, 122 avec une course de quelques millimètres, ce qui convient bien par 5 exemple pour l'écartement des patins d'un frein à tambour. CB2372 - Votre ref : C.CARUSO � Cable putter � REVENDICATIONS 1 ù Actionneur de frein de stationnement, en particulier pour véhicule automobile, comportant un moteur électrique (2) relié par un réducteur à engrenages à deux éléments rotatifs (8, 12, 66, 68) de sortie actionnant chacun un moyen de freinage, caractérisé en ce que le réducteur comprend un élément d'entrée rotatif (6, 80) qui entraîne en mouvement oscillant un plateau circulaire (22, 32, 82) libre en rotation comportant une première couronne dentée sur chacune de ses faces, chaque première couronne dentée étant en prise avec une seconde couronne dentée solidaire d'un élément de sortie (8, 12, 66, 68), et l'une des premières couronnes dentées ayant un nombre de dents différent de celui de la seconde couronne dentée en prise avec elle. 2 ù Actionneur de frein de stationnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le plateau oscillant (22, 32, 82) est monté sur l'élément d'entrée (6, 80) au moyen d'un palier (20, 30, 84) incliné par rapport à l'axe du réducteur, . 3 ù Actionneur de frein de stationnement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la différence du nombre de dents des couronnes 20 dentées est égale à 1. 4 ù Actionneur de frein de stationnement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément d'entrée est une poulie réceptrice (6) entraînée au moyen d'une courroie (10) par le moteur électrique (2) et montée axialement entre les éléments de sortie (8, 12) constitués par des 25 poulies d'enroulement de câbles de frein. 5 ù Actionneur de frein de stationnement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les éléments de sortie (8, 12) sont portés par des paliers (44, 50) montés axialement de part et d'autre du réducteur, pour réaliser un guidage en rotation de l'ensemble du réducteur. CB2372 - Votre ref : C.CARUSO � Cable poiler �6 ù Actionneur de frein de stationnement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un deuxième réducteur à plateau oscillant (92) est monté en série avec le réducteur précité à plateau oscillant (82). 7 ù Actionneur de frein de stationnement selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'une pièce intermédiaire (88) constituant la sortie du premier dispositif de réduction de vitesse supporte le deuxième plateau oscillant (92), et en ce que chaque couronne dentée de ce deuxième plateau oscillant (92) est en prise avec une autre couronne liée l'une au premier élément de sortie (66) et l'autre au deuxième élément de sortie (68). 8 ù Actionneur de frein de stationnement selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que pour chaque plateau oscillant (22, 32, 82, 92) un couple de couronnes dentées associées comporte un nombre égal de dents alors que l'autre couple de couronnes dentées comporte sur l'une des couronnes une dent de plus que sur l'autre couronne. 9 ù Actionneur de frein de stationnement selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les éléments de sortie (8, 12) comportent une gorge circulaire recevant un câble de frein (10, 14). 10 ù Actionneur de frein de stationnement selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les éléments de sortie (66, 68) comportent des ergots (114, 116) qui s'écartent l'un de l'autre lors de la rotation du réducteur. 11 ù Actionneur de frein de stationnement selon la revendication 10, caractérisé en ce que les ergots (114, 116) agissent sur des leviers (110, 112) qui actionnent des patins de frein à tambour. CB2372 - Votre ref : C.CARUSO � Cable puller �