Brevet FR3032409A1 — publié le 20160812

« TIRE-CÂBLE À ACTIONNEMENT ÉLECTRIQUE » Contexte technique [0001] L'invention s'inscrit dans le domaine des dispositifs de traction électrique pour câble, par exemple pour câble de frein de véhicule automobile. [0002] On connait des tire-câbles pour câble de frein de stationnement ou de parking de véhicule automobile actionnés par un moteur électrique rotatif. Ils peuvent comprendre un réducteur qui entraine une vis ou un écrou en rotation et crée un mouvement de translation qui tire sur la câble. Le réducteur peut être un réducteur simple avec un système de vis et d'écrou à pas fin. Le rendement énergétique est alors relativement faible, compris entre 0,25 et 0,65. [0003] On connait aussi du document FR2896557 un tire-câble dont le réducteur est un réducteur épicycloïdal dont l'axe de rotation des pignons est transversal à l'axe de traction du câble. [0004] Mais on reste dans le besoin d'un système qui allie à la fois un bon rendement énergétique et une forte compacité du montage. Définition de l'invention [0005] Pour résoudre ce problème il est proposé un tire-câble à actionnement électrique comprenant un carter et un moteur électrique comprenant un stator fixe vis-à-vis du carter, le tire-câble comprenant de plus un réducteur dont l'entrée est couplée avec un rotor du moteur et la sortie est configurée pour permettre une action sur un câble à tirer quand le moteur est actionné, caractérisé en ce que le tire-câble comprend de plus un écrou monté en rotation vis-à-vis du carter et une vis coopérant avec l'écrou et solidaire en translation dudit câble, le réducteur étant un réducteur cycloïde comprenant un excentrique d'entrée et des rouleaux de sortie, l'excentrique d'entrée étant couplé au rotor du moteur, les rouleaux de sortie étant couplés à l'écrou et l'écrou entrainant, quand il tourne, la vis en translation vis-à-vis du carter pour agir sur le câble. [0006] Par ces principes, grâce à la puissance de démultiplication du réducteur cycloïde, il est possible de ne pas utiliser la vis pour participer à la démultiplication, et par conséquent d'utiliser une vis et un écrou à pas long qui ont pour rôle essentiel la conversion de la rotation de l'écrou en une translation. On peut donc obtenir un 3032409 2 rendement énergétique élevé, grâce au pas de la vis et de l'écrou, qui est long. Qui plus est, il est possible d'obtenir une forte compacité du dispositif, qui peut donc être facilement intégré dans un espace restreint. Il peut être utilisé pour le frein de parking automatique ou pour le démarrage en côte, ou dans d'autres applications, 5 notamment mais pas seulement dans des véhicules hybrides ou tout électriques. [0007] L'invention peut de plus comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - la vis est coaxiale avec le rotor, qui est creux, et la vis suit un mouvement de translation, pour tirer le câble, en progressant à l'intérieur du rotor, 10 - l'écrou est couplé aux rouleaux de sortie du réducteur cycloïde par fixation desdits rouleaux dans une collerette dudit écrou, - l'écrou est monté en rotation vis-à-vis du carter à l'aide de billes formant un roulement, - la vis est creuse, et le câble est placé à l'intérieur de la vis traversant jusqu'à 15 l'embouchure de la vis au-delà de laquelle il est fixé en sorte que sa longueur puisse être ajustée, - le tire-câble comprend des moyens de mesure d'un couple appliqué sur l'écrou et des moyens de commande du moteur électrique utilisant le couple mesuré par lesdits moyens de mesure, 20 - le tire-câble comprend des moyens de mesure d'une force appliquée sur la vis et des moyens de commande du moteur électrique utilisant la force mesurée par lesdits moyens de mesure. [0008] L'invention vise aussi un véhicule automobile comprenant un tire-câble selon l'invention pour tirer un câble de frein de parking. 25 Liste des figures [0009] L'invention va maintenant être décrite en relation avec les figures suivantes, présentées à titre d'illustration. - La figure 1 est une vue du tire-câble sans une partie de son carter. - La figure 2 montre le montage du carter sur les pièces visualisées en figure 1. 30 Description détaillée [0010] En figure 1 on a représenté un tire-câble selon un premier mode de réalisation de l'invention. Il comprend dans un carter 100, un moteur électrique 200 et un réducteur cycloïdal 300, ainsi qu'un écrou 400 monté sur une vis 500. 3032409 3 [0011] Le moteur 200 comprend un moyeu 210 sur lequel sont fixées les bobines d'un rotor 220 pour former un cylindre de révolution qui tourne autour de son axe vis-à-vis d'un stator 230 dont la forme est celle d'un cylindre de révolution coaxial avec le rotor. Le stator 230 est fixé sur sa surface extérieure à une première partie de 5 carter 110. [0012] L'ensemble constitué du moyeu 210 et du rotor 220 constitue l'arbre d'entrée du réducteur cycloïde 300. [0013] Les principes du réducteur cycloïde sont connus, et ne seront que brièvement rappelés ici. 10 [0014] Le réducteur cycloïde 300 comporte, en son entrée, un excentrique circulaire 310 relié en encastrement avec le rotor 220 et le moyeu 210, et de plan perpendiculaire à l'axe de rotation. L'excentrique 310 est ainsi couplé au rotor 220. [0015] Le réducteur cycloïde 300 comporte de plus un disque came 320, de géométrie régulière en rotation autour d'un centre, et qui porte sur sa périphérie, de 15 façon connu en soi, des courbures cycloïdales 321, définissant un petit et un grand diamètre du disque came 320. Il est disposé dans un plan perpendiculaire à l'axe du rotor 220 (dans le plan de l'excentrique) et est entrainé en mouvement de translation par l'excentrique 310 sur lequel il est monté centré par l'intermédiaire d'un roulement à billes (non visible, mais connu en matière de réducteur cycloïde). Le disque came 20 320 possède ainsi un centre qui est décalé par rapport à l'axe de rotation, ce qui produit l'effet de came lors de la rotation. [0016] Le réducteur cycloïde 300 comprend de plus des butées latérales 330 montées fixes par rapport à une deuxième partie du carter 120. Elles sont réparties régulièrement autour de la périphérie du disque came 320 pour former la couronne 25 du réducteur cycloïde 300. Le nombre de butées latérales 330 est en relation, comme il est connu, avec le nombre de courbures cycloïdales 321 portées en sa périphérie par le disque came 320. [0017] La deuxième partie du carter 120 est vissée sur la première partie du carter 110. 30 [0018] Le réducteur cycloïde 300 comprend de plus des rouleaux de sortie 340 qui sont des cylindres de révolution parallèles à l'axe du rotor 220 et à l'axe de rotation de l'excentrique 310 et qui sont engagés dans des lumières 325 du disque came 320, en même nombre que les rouleaux 340. Les rouleaux 340 dépassent du disque came 320 sur sa face opposée au moteur 200. Les lumières 325 sont réparties de 3032409 4 manière régulière sur un cercle centré sur le centre du disque came 320, de manière connue. Les rouleaux 340 sont répartis quant à eux de manière régulière sur un cercle centré sur l'axe du rotor 220 et de même diamètre que le cercle des lumières 325. Chaque lumière 325 est un cercle de diamètre plus large que les rouleaux de 5 sortie 340, de telle sorte que le mouvement de translation du disque came 320 n'est pas transmis aux rouleaux 340, comme cela est connu en matière de réducteur cycloïde. [0019] Le tire-câble comprend de plus un écrou 400 monté sur une vis 500, l'écrou 400 et la vis 500 étant coaxiaux avec le rotor 220, le moyeu 210 et l'excentrique 310. 10 L'écrou 400 porte une collerette 420, de forme annulaire, autour de son embouchure faisant face au réducteur cycloïde 300. Cette collerette 420 s'étend dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe du rotor et est percée de trous 425 circulaires disposés régulièrement sur toute sa longueur et dont le diamètre est proche de celui des rouleaux de sortie 340. Les rouleaux de sortie 340 sont encastrés dans les trous 15 425 portés par la collerette 420. Ainsi, l'écrou 400 est couplé avec les rouleaux de sortie 340 et constitue l'arbre de sortie du réducteur cycloïdal 300. [0020] Quand le moteur 200 tourne, il entraine en rotation, avec un rapport de réduction favorable, l'écrou 400 et par conséquent provoque la translation de la vis 500 dans le sens du rapprochement ou de l'éloignement de la vis du moteur 200. 20 [0021] Selon un détail du mode de réalisation présenté, l'excentrique 310 comprend une ouverture centrale (non visible) qui permet de faire passer la vis 500 en translation. Le moyeu 210 est quant à lui également creux et permet l'introduction de la vis 500 en translation dans son volume intérieur (la partie de la vis 500 à l'intérieur du moyeu 210 est en pointillés sur la figure 1). La vis 500 peut éventuellement être 25 suffisamment longue pour ressortir du moyeu 210 à son extrémité opposée au réducteur cycloïde 300 (non représentée en figure 1, mais visible en figure 2). En figure 1, elle s'achève à l'intérieur du moyeu 210. [0022] Le câble 510 est fixé à la vis 500 par des moyens connus en sorte d'être solidaire en translation dans la direction de la vis 500 avec celle-ci. 30 [0023] Dans une première variante, représentée en figure 1, le câble 510 est fixé à l'extrémité 501 de la vis 510 qui est, par rapport au réducteur cycloïde 300, du côté de l'écrou 400 et éloignée du réducteur cycloïde 300. Dans cette variante, la vis peut traverser l'excentrique 310 et le moyeu 210 (comme représenté en figure 1) ou ne 3032409 5 pas les traverser. Elle peut aussi avoir un volume interne plein ou creux, indifféremment. [0024] En figure 2, on a représenté une deuxième variante, dans laquelle la vis 500 est elle aussi creuse et dans laquelle elle traverse l'excentrique 310 et le moyeu 210. 5 Le câble 510 est inséré dans l'intérieur de la vis 500, passe dans l'excentrique 310 à l'intérieur de la vis 500 et est inséré dans le moyeu 210 à l'intérieur de la vis 500. Il ressort, à l'autre bout du tire-câble, du moyeu 210 et de la vis 500, par l'extrémité 502 de la vis. Il traverse une ouverture circulaire de la première partie du carter 110. Dans cette variante, la longueur du câble 510 peut être ajustée et une butée peut 10 être fixée solidairement au câble 510 pour permettre son maintien au-delà du moyeu 210 et de la vis 500. Cette butée pourrait être un amas de matière à déformer une fois le câble 510 inséré dans la vis 500 et sorti à l'extrémité de celle-ci et à l'extrémité du moyeu 210. Il permet que la vis 500 et le câble 510 soient solidaires en translation dans la direction de la vis. 15 [0025] En figure 2, on a représenté aussi la troisième partie du carter 130, mise en place et vissée à la deuxième partie du carter 120. L'écrou 400 est monté en rotation vis-à-vis de la troisième partie du carter 130 à l'aide de deux rangées de billes 410 formant des roulements à billes. Une cage à billes est formée par la surface externe de l'écrou 400 servant de bague intérieure pour les billes 410 et deux bagues 20 externes 430 séparées par une entretoise 435. Les bagues externes 430 sont montées sur la face interne de la troisième partie de carter 130. Parallèlement à l'axe, les billes 410 sont maintenues par la collerette 420 (visible en figure 1) et par une deuxième collerette 440, plus petite, parallèle à la collerette 420, sur la face externe de l'écrou 400 (la collerette 440 est également visible en figure 1). 25 [0026] La vis 500 traverse une ouverture circulaire de la troisième partie du carter 130 coaxiale avec l'axe de la vis 500 et avec l'axe du rotor 220. [0027] Le câble 510 sort de la vis, sur la figure, au-delà de l'ouverture circulaire de la troisième partie du carter 130, à l'opposé du moteur 200. [0028] Le tire-câble comprend un capteur 600, qui peut être un capteur de couple 30 mesurant le couple appliqué sur l'écrou 400, ou un capteur de force mesurant la force appliquée sur la vis 500. Il comprend de plus une unité de commande 700 commandant le moteur électrique 200 en fonction de la valeur numérique de la mesure faite par le capteur 600. 3032409 6 [0029] La vis 500 et l'écrou 400 sont choisis à pas long, ce qui permet un bon rendement énergétique pour l'action de l'écrou 400 sur la vis 500. [0030] Le fonctionnement du tire-câble est donc le suivant. En partant d'un état où le moteur 200 est immobile par rapport au carter 100 et le câble 510 détendu, un 5 utilisateur ou un système automatique enclenche le serrage par une commande électrique. Le moteur 200 se met en route et le rotor 220 et le moyeu 210 entrent en rotation, dans un sens qualifié par convention de positif. Le disque came 320 suit du fait de l'excentrique 310, un mouvement de translation, et entre aussi en rotation, du fait des butées latérales 330 et des rouleaux 340, en sens inverse du sens de 10 rotation du rotor, c'est en dire en sens négatif. Les rouleaux de sortie 340 suivent le mouvement de rotation du disque came 320 sans suivre son mouvement de translation du fait du jeu offert par les lumières 325. Le couple proposé par le moteur 200 est fortement démultiplié par le réducteur cycloïde 300. L'écrou 400 reçoit le couple ainsi augmenté et entre en rotation, en sens négatif. La vis 500 reçoit une 15 force élevée pour tirer le câble 510 en translation (action dans un premier sens). Le moteur 200 est commandé pour tenir compte de la mesure obtenue par le capteur 600 de couple ou de force, de manière à ajuster la puissance fournie. Le rendement global, défini par le rapport entre l'énergie utilisée par le moteur 200 et l'énergie servant à tirer sur le câble est élevé, d'environ 0,9. 20 [0031] Pour détendre le câble 510 (action sur le câble en sens inverse), le moteur 200 est commandé en sens négatif, ce qui provoque une rotation de l'écrou 400 dans le sens positif et une translation de la vis 500 en conséquence. [0032] L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation présenté mais s'étend à tous les modes de réalisation dans le cadre de la portée des revendications. 25 REVENDICATIONS1. Tire-câble à actionnement électrique comprenant un carter (100) et un moteur électrique (200) comprenant un stator (220) fixe vis-à-vis du carter (100), le tire-câble comprenant de plus un réducteur (300) dont l'entrée est couplée avec un rotor (220) du moteur (200) et la sortie est configurée pour permettre une action sur un câble (510) à tirer quand le moteur (200) est actionné, caractérisé en ce que le tire-câble comprend de plus un écrou (400) monté en rotation vis-à-vis du carter (100), et une vis (500) coopérant avec l'écrou (400) et solidaire en translation dudit câble (510), le réducteur étant un réducteur cycloïde (300) comprenant un excentrique d'entrée (310) et des rouleaux de sortie (340), l'excentrique d'entrée (310) étant couplé au rotor (220) du moteur (200), les rouleaux de sortie (340) étant couplés à l'écrou (400) et l'écrou (400) entrainant, quand il tourne, la vis (500) en translation vis-à-vis du carter (100) pour agir sur le câble (510). 2. Tire-câble selon la revendication 1, dans lequel la vis (500) est coaxiale avec le rotor (220), qui est creux, et la vis (500) suit un mouvement de translation, pour tirer le câble (510), en progressant à l'intérieur du rotor (220). 3. Tire-câble selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel la vis (500) est creuse, et le câble (510) est placé à l'intérieur de la vis (500) traversant jusqu'à l'extrémité (502) de la vis (500) au-delà de laquelle il est fixé en sorte que sa longueur puisse être ajustée. 4. Tire-câble selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel l'écrou (400) est couplé aux rouleaux de sortie (340) par fixation desdits rouleaux dans une collerette dudit écrou (400). 5. Tire-câble selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel l'écrou (400) est monté en rotation vis-à-vis du carter (100) à l'aide de billes (410) formant un roulement. 6. Tire-câble selon l'une des revendications 1 à 5, comprenant des moyens de mesure de couple (600) pour mesurer un couple appliqué sur l'écrou (400) et des moyens de commande (700) du moteur électrique (200) utilisant le couple mesuré par lesdits moyens de mesure de couple (600). 3032409 8 7. Tire-câble selon l'une des revendications 1 à 6, comprenant des moyens de mesure de force (600) pour mesurer une force appliquée sur la vis (400) et des moyens de commande (700) du moteur électrique (200) utilisant la force mesurée par lesdits moyens de mesure de force (600). 5 8. Véhicule automobile comprenant un tire-câble selon l'une des revendications 1 à 7 pour tirer un câble de frein de parking.