Brevet FR3017173A1 — publié le 20150807

Domaine de l'invention La présente invention a pour objet un dispositif de transmission pour commander le mouvement de translation d'un organe et système de freinage équipé d'un tel dispositif de transmission formant un servofrein. Etat de la technique Il existe de multiples dispositifs d'actionnement ou ac- tionneurs et en particulier dans le domaine des systèmes de freinage. Ces actionneurs encore appelés servofreins amplifient la force exercée sur le piston primaire du maître-cylindre en fonction de l'actionnement sur la pédale de frein. Ces servofreins sont soit à vide, soit à assistance électrique ou hydraulique. Ces freins pneumatiques ne peuvent convenir pour les véhicules à entraînement électrique ou hydride. Les servofreins de type électrique sont encombrants. But de l'invention La présente invention a pour but de développer de ma- nière générale un dispositif de transmission permettant de transformer un mouvement de rotation en un mouvement de translation d'un objet commandé et en particulier d'un dispositif de transmission applicable comme servofrein à un système de freinage. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif de transmission pour commander le mouvement de translation d'un organe comprenant : un boîtier fixe logeant : * un planétaire extérieur en forme de manchon muni intérieurement d'une denture intérieure hélicoïdale, * un planétaire intérieur fixe en rotation et libre en translation, relié à l'organe et portant une crémaillère dans la direction de translation (xx) de l'organe, * un porte-satellite(s) muni d'au moins un satellite à denture inclinée, en prise avec la denture intérieure hélicoïdale et avec la crémaillère, * le planétaire extérieur ou le porte-satellite(s) étant entraîné en rotation alors que le porte-satellite(s) ou le planétaire extérieur est fixe par rapport au boîtier. Ce dispositif de transmission a l'avantage d'être d'un en- combrement particulièrement réduit, de se composer d'un nombre très réduit de composants et de transformer efficacement un mouvement de rotation en un mouvement de translation, soit de poussée, soit de traction ou encore s'opposant à la réaction exercée par un ressort sur l'organe commandé. Dans le cas le plus simple, le porte-satellite(s) ne com- porte qu'un satellite ou un satellite jumelé. Mais en général pour des raisons de symétrie, il est avantageux d'avoir un porte-satellite(s) muni d'au moins trois satellites ou trois paires de satellites coopérant avec une crémaillère en une ou plusieurs parties réalisée sur le planétaire intérieur. Suivant une autre caractéristique avantageuse, le portesatellite(s) est muni de satellites jumelés. Suivant une autre caractéristique, la couronne du plané- taire extérieur est munie d'une denture d'entraînement, ce qui permet d'avoir un pignon de grand diamètre qui est attaqué par la sortie du moteur entraînant le dispositif de transmission et constituant de ce fait un réducteur directement au niveau du dispositif de transmission. Suivant une autre caractéristique, le planétaire intérieur comporte au moins une crémaillère sur une bande longitudinale aplatie. La section du planétaire intérieur, de préférence de forme tubulaire, est extérieurement une section polygonale dont certains segments correspondent à une bande longitudinale aplatie dans laquelle est réalisée une crémaillère. Le nombre de bandes longitudinales aplaties avec une crémaillère correspond avantageusement au nombre de satellites du porte- satellite (s) . Toutefois, la crémaillère peut également être réalisée sur toute la surface périphérique du planétaire intérieur et dans ce cas, cette surface périphérique est cylindrique de section circulaire, de sorte que les satellites peuvent tourner autour du planétaire intérieur, l'entrée du mouvement se faisant alors par le porte-satellite(s), le planétaire extérieur restant dans ces conditions fixe. L'invention a également pour objet un système de frei- nage comprenant un maître-cylindre et un servofrein, le servofrein est un dispositif de transmission pour commander le mouvement de translation d'un organe comprenant : un boîtier fixe logeant : * un planétaire extérieur en forme de manchon muni intérieurement d'une denture intérieure hélicoïdale, * un planétaire intérieur fixe en rotation et libre en translation, relié à l'organe et portant une crémaillère dans la direction de translation (xx) de l'organe, * un porte-satellite(s) muni d'au moins un satellite à denture inclinée, en prise avec la denture intérieure hélicoïdale et avec la crémaillère, * le planétaire extérieur ou le porte-satellite(s) étant entraîné en rotation alors que le porte-satellite(s) ou le planétaire extérieur est fixe par rapport au boîtier, une tige de commande reliée à la pédale de frein et à un piston agissant sur un disque de réaction en parallèle avec un piston in- termédiaire soumis à la poussée du planétaire intérieur, et transmettant le mouvement de poussée au piston primaire du maître-cylindre, un moteur étant en prise par une transmission avec la denture ex- térieure de la couronne du planétaire extérieur. Ce système de freinage a l'avantage d'être peu encombrant au niveau du servofrein combiné au maître-cylindre. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de dispositif de transmission représen- tés dans les dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue isométrique coupée d'un premier mode de réalisation d'un dispositif de transmission, la figure 2 est une vue isométrique simplifiée du dispositif de transmission de la figure 1, la figure 3 est une vue isométrique coupée d'un autre mode de réalisation d'un dispositif de transmission, la figure 4 est une vue isométrique simplifiée du dispositif de transmission de la figure 3, la figure 5 est une vue isométrique en coupe d'un servofrein équipé d'un dispositif de transmission selon l'invention. Description de modes de réalisation de l'invention Selon la figure 1, l'invention a pour objet un dispositif de transmission 100 destiné à commander le mouvement de translation d'un organe 1 dans la direction (xx) dans un sens (D) ou dans le sens inverse (R). Le dispositif 100 se compose d'un boîtier fixe 110 qui loge le mécanisme de transmission formé d'un planétaire extérieur 120, d'un planétaire intérieur 140 et d'un porte-satellite(s) 130. Le planétaire exté- rieur 120 est en forme de manchon 121 muni d'une couronne exté- rieure 123. Le planétaire 120 est fixe en translation (direction xx) et libre en rotation. Il comporte une denture intérieure 122 hélicoïdale. Le planétaire intérieur 140 fixe en rotation, est libre en translation (direction xx). Ce planétaire intérieur 140 en forme de tube est relié à l'organe commandé (1) ; il porte une crémaillère 141 dans la direction de translation (xx) de l'organe commandé 1. Le porte-satellite(s) 130 est muni d'au moins un satellite 131 à denture inclinée. Ce satellite 131 interposé entre le planétaire extérieur 120 et le planétaire intérieur 140, est en prise avec la denture intérieure hélicoïdale 122 et avec la crémaillère 141. Le planétaire extérieur 120 [ou le porte-satellite(s) 130] est entraîné en rotation pendant que l'autre élément, à savoir le portesatellite(s) 130 [ou le planétaire extérieur 120] est fixe par rapport au boîtier 110. Ce mouvement de rotation génère le mouvement de transla- tion du planétaire intérieur 140 qui pousse ou tire l'organe commandé 1 en fonction du sens de rotation, appliqué au planétaire extérieur 120 ou au porte-satellite(s) 130. Le planétaire extérieur 120 ou le porte-satellite(s) 130 est entraîné en rotation par un moteur 2. Dans le cas où le planétaire extérieur 120 est entraîné en rotation, la couronne 123 est dentée, en prise avec la sortie du moteur 2, soit directement, soit par l'intermédiaire d'une transmission (3), par exemple d'un réducteur. Dans ce cas, le porte-satellite(s) 130 est bloqué en rotation de sorte que le ou les satellites 131 se déplace(nt) par en- grènement avec la crémaillère 141 du planétaire intérieur 140 suivant une ligne parallèle à la direction de translation (xx). La crémaillère 141 peut être constituée par une bande occupant une fraction de la périphérie du planétaire intérieur 140. Le planétaire intérieur 140 comporte autant de telles bandes en forme de crémaillère 141 qu'il y a de satel- lites 131 sur le porte-satellite(s) 130. Dans le cas où le planétaire extérieur 120 est fixe et le porte-satellite(s) 130 est entraîné en rotation, celui-ci (130) comporte une couronne 123 dont la denture non représentée entraînée par le mo- teur 2. Dans ce mode de réalisation, la crémaillère 141 du planétaire intérieure 140 occupe toute la périphérie du planétaire intérieur 140. La figure 2 est une vue isométrique simplifiée du dispositif de transmission 100 de la figure 1 montrant le planétaire extérieur 120 en forme de manchon 121 avec, à son extrémité, la couronne 123 qui peut être dentée. Cette denture n'est pas représentée. La figure montre la denture intérieure hélicoïdale 122 du manchon 121 du planétaire extérieur 120. Le planétaire intérieur 140 est muni d'une crémaillère droite 141 orientée dans la direction de translation (xx). Dans ce mode de réalisation, le porte-satellite(s) 130 est fixe en rotation et le planétaire extérieur 120 est entraîné en rotation. Le planétaire intérieur 140 ne comporte qu'une crémaillère 141 s'étendant sur une bande longitudinale de sa surface extérieure aplatie à cet effet. Le porte-satellite(s) 130 n'est pas représenté. Seul appa- raît un satellite 131 à denture inclinée dont l'inclinaison correspond à l'inclinaison relative de la denture hélicoïdale 122 du planétaire exté- rieur 120 et de la denture droite de la crémaillère 141 du planétaire intérieur 140. Les dentures du mécanisme épicycloïdal formé par le planétaire extérieur 120, le porte-satellite(s) 130 avec son ou ses satel- lites 131 et le planétaire intérieur 140 avec sa crémaillère 141 est un mécanisme autobloquant de sorte que seule la rotation relative du planétaire extérieur 120 ou du porte-satellite(s) 130 par rapport au planétaire intérieur 140 (l'autre des deux éléments étant fixe) génère un mouvement de translation du planétaire intérieur 140 dans un sens (D) ou dans l'autre (R) dans la direction (xx). Les figures 3 et 4 montrent un second mode de réalisation du dispositif de transmission 200 selon l'invention. Pour la description de ce mode de réalisation, on utilisera les mêmes références que celles du premier mode de réalisation augmentées néanmoins de 100. Ce dispositif 200 se distingue du précédent en ce que le porte-satellite(s) 230 est muni de satellites jumelés 23 la,b. Il est en outre prévu à titre d'exemple trois paires de satellites 23 1 a,b réparties de manière équiangulaire. Les satellites 23 1 a,b engrènent avec la crémaillère 241 du planétaire intérieur 240 et avec la denture intérieure hélicoïdale 222 du planétaire extérieur 220. La crémaillère 241 est constituée en fait dans ce cas par trois crémaillères en forme de bandes aplaties alignées sur la direction de déplacement (D) du planétaire intérieur 240. Cette réalisation n'est pas nécessaire. La crémaillère 241 peut également s'étendre sur toute la périphérie du planétaire intérieur. Ce mode de réalisation 200 permet comme le précédent, l'entraînement par le planétaire extérieur 220, le porte-satellite(s) 230 étant fixe. Dans ce cas, le planétaire extérieur 220 est muni d'une couronne dentée 223 en prise avec la sortie du moteur 2 par une liaison directe ou par l'intermédiaire d'une transmission 3, notamment d'un réducteur. Selon un autre mode de réalisation et de fonctionnement, ce dispositif de transmission comporte un planétaire extérieur 220 fixe et un porte-satellite(s) 230 mobile en rotation et fixe en translation. La crémaillère 241 du planétaire intérieur 240 s'étend sur toute la périphé- rie de celui-ci. La figure 4 qui est une vue isométrique simplifiée, montre de façon analogue à la figure 2, le planétaire extérieur 220 avec sa denture intérieure hélicoïdale 222 et sa couronne d'entraînement 223. La denture de la couronne d'entraînement 223 n'est pas représentée. Cette figure montre les trois paires de satellites 231a, b sans le porte-satellite(s). Ces paires de satellites sont réparties de manière équiangulaire et les satellites 231a,b sont orientés dans le même sens. Dans les différents modes de réalisation présentés aux fi- gures 2, 4 et 5, le planétaire intérieur 140, 240 est représenté avec des crémaillères en forme de bandes occupant des bandes aplaties du planétaire intérieur 140, 240 qui a ainsi une section extérieure polygonale, sa section intérieure pouvant être circulaire comme cela apparaît sur les figures. La figure 5 montre une application du dispositif de transmission décrit ci-dessus dans ses différentes versions. Le dispositif de transmission 200 représenté à titre d'exemple, mais non redécrit de manière détaillée, est combiné à un système de freinage dont seul le maître-cylindre tandem 4 est représen- té. Le dispositif de transmission selon l'invention constitue alors un servofrein électromécanique entraîné par le moteur 2 dont la sortie entraîne par un réducteur formé des pignons 31 et d'un petit pignon 32, la denture 224 de la couronne 223 du planétaire extérieur 220. Ce mé- canisme reçoit par le planétaire intérieur 240, la tige de commande 160 venant de la pédale de frein et l'organe de transmission et de détection de poussée sur la pédale de frein et la tige de commande 160. La liaison se poursuit par un piston plongeur 161 pour la détection du mouvement de la tige de commande 160 et ainsi la détection de la demande de freinage du conducteur pour actionner le servofrein, c'est-à-dire le mo- teur 2 et le dispositif de transmission 200. Le piston plongeur 161 agit sur le disque de réaction 162 qui lui-même sollicite la tige de poussée 163. Cette dernière pousse le piston primaire 41 du maître-cylindre tandem 4. La tige de poussée 163 est déplacée dans le sens de la com- pression du maître-cylindre 4 par un piston intermédiaire 164 relié au planétaire extérieur 220. Le piston intermédiaire 164 est traversé par le piston plongeur 161 qui peut ainsi pousser directement le dispositif de réaction 162 pour actionner le maître-cylindre 4 en cas de défaillance du servofrein (200, 2). Un ressort de rappel 165 repousse le piston intermédiaire 165 contre la couronne 223 du planétaire extérieur 220.5 NOMENCLATURE 1 Organe commandé 2 Moteur thermique 3 Transmission 4 Maître-cylindre 31, 32 Pignons 100 Dispositif de transmission 110 Boîtier fixe 120 Planétaire extérieur 121 Manchon 122 Denture intérieure 123 Couronne 130 Porte-satellite(s) 131 Satellite 140 Planétaire intérieur 141 Crémaillère 160 Tige de commande 200 Dispositif de transmission 210 Boîtier fixe 220 Planétaire extérieur 221 Manchon 222 Denture intérieure 223 Couronne 224 Denture de la couronne 223 230 Porte-satellite(s) 231a,b Satellites/ satellites jumelés 240 Planétaire intérieur 241 Crémaillère30 REVENDICATIONS1°) Dispositif de transmission pour commander le mouvement de translation d'un organe (1) comprenant : un boîtier fixe (110) logeant : * un planétaire extérieur (120) en forme de manchon (121) muni intérieurement d'une denture intérieure hélicoïdale (122), * un planétaire intérieur (140) fixe en rotation et libre en translation, relié à l'organe (1) et portant une crémaillère (141) dans la direction de translation (xx) de l'organe (1), * un porte-satellite(s) (130) muni d'au moins un satellite (131) à denture inclinée, en prise avec la denture intérieure hélicoïdale (122) et avec la crémaillère (141), * le planétaire extérieur (120) ou le porte-satellite(s) (130) étant entraîné en rotation alors que le porte-satellite(s) (130) ou le planétaire extérieur (120) est fixe par rapport au boîtier (110) 2°) Dispositif de transmission selon la revendication 1, caractérisé en ce que le porte-satellite(s) (230) est muni de satellites jumelés (231a,b). 3°) Dispositif de transmission selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couronne (123) du planétaire extérieur (120) est munie d'une denture d'entraînement (124). 4°) Dispositif de transmission selon la revendication 1, caractérisé en ce que le planétaire intérieur (140) comporte au moins une crémaillère (141) sur une bande longitudinale aplatie. 30 5°) Système de freinage comprenant un maître-cylindre et un servofrein, caractérisé en ce que le servofrein est un dispositif de transmission (100, 200) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, pour commander le mouvement 35 de translation d'un organe (1) comprenant : 25un boîtier fixe (110, 210) logeant : * un planétaire extérieur (120, 220) en forme de manchon (121, 221) muni intérieurement d'une denture intérieure hélicoïdale (122, 222), * un planétaire intérieur (140, 240) fixe en rotation et libre en translation, relié à l'organe (1) et portant une crémaillère (141, 241) dans la direction de translation (xx) de l'organe (1), * un porte-satellite(s) (130, 230) muni d'au moins un satellite (131, 231) à denture inclinée, en prise avec la denture inté- rieure hélicoïdale (122, 222) et avec la crémaillère (141, 241), * le planétaire extérieur (120, 220) ou le porte-satellite(s) (130, 230) étant entraîné en rotation alors que le porte-satellite(s) (130, 230) ou le planétaire extérieur (120, 220) est fixe par rapport au boîtier (110, 210), une tige de commande (160) reliée à la pédale de frein et à un pis- ton (161) agissant sur un disque de réaction (162) en parallèle avec un piston intermédiaire (164) soumis à la poussée du planétaire intérieur (140, 240), et transmettant le mouvement de poussée au piston primaire (41) du maître-cylindre (4), un moteur (2) étant en prise par une transmission (3, 31, 32) avec la denture extérieure (224) de la couronne (223) du planétaire extérieur (230).25