Brevet FR3072348A1 — publié le 20190419

Domaine de l'invention La présente invention a pour objet un module hydraulique de servofrein électrohydraulique intégré comprenant : un cylindre logeant un piston délimitant une chambre recevant le liquide de frein pour alimenter le circuit de freinage en fonction des commandes de freinage, le piston étant relié au moteur électrique du module par une vis à billes commandant le mouvement de translation du piston par son mouvement de rotation, * le noyau fileté de la vis étant solidaire du piston, lui-même bloqué en rotation mais libre en translation selon l'axe, en étant guidé par des aiguilles parallèles à l'axe du piston et avec lesquelles coopèrent des évidements à la périphérie du piston, et * le manchon fileté de la vis à billes étant entraîné en rotation par le moteur électrique. Etat de la technique Un tel module hydraulique de servofrein électrohydrauligue intégré existe. Il est formé d'un piston en aluminium anodisé avec une collerette extérieure munie d'encoches pour chevaucher les ai- guilles droites fixées dans le corps du cylindre. La jonction entre les encoches de la collerette et les aiguilles de blocage en rotation est garnie d'une fine couche de graisse pour réduire le coefficient de frottement. La forme des encoches de la collerette assure le blocage en rotation du piston et ainsi de la vis de la transmission par vis à billes, transformant le mouvement de rotation du moteur électrique du servofrein électrique en un mouvement de translation du piston le long de son axe. On met ainsi le liquide hydraulique dans la chambre sous pression pour le transmettre au circuit de freinage. Mais cette solution connue a un certain nombre d'inconvénients. Tout d'abord, le piston est sujet à des déformations risquant de créer les amorces de rupture surfacique au niveau de l'anodisation. Ce piston et sa collerette ne sont pas fiables à l'usure et au risque des pertes de fonctionnement. De plus, ce système n'est pas 2 assez robuste vis-à-vis des paramètres environnants du système tels que la dépendance de la température ou les efforts radiaux dans le système. But de l'invention 5 La présente invention a pour but de développer un mo- dule hydraulique de servofrein électrohydraulique intégré, offrant une plus grande fiabilité et robustesse, notamment pour le blocage en rotation du piston avec des moyens simples et économiques. Exposé et avantages de l'invention 10 A cet effet, l'invention a pour objet un module hydrau- lique de servofrein électrohydraulique du type défini ci-dessus caractérisé en ce que le piston est une pièce formée d'un corps cylindrique en aluminium anodisé et d'une bague extérieure en acier, montée de force sur le bord du piston et munie d'encoches de section correspondant à la 15 section utile des aiguilles et dans une position correspondante autour de l'axe xx pour coopérer avec les aiguilles et guider le piston en translation en le bloquant en rotation de façon à bloquer en rotation le noyau de la vis à billes en le laissant libre en translation le long de l'axe. Ce module a l'avantage d'être d'une réalisation simple et 20 fiable pour le guidage du piston et son blocage en rotation, sans aug- menter l'encombrement. Suivant une autre caractéristique avantageuse, le bord ouvert du piston comporte des découpes et la bague en forme de couronne circulaire a une surface intérieure cannelée et une surface exté- 25 rieure munie d'autant d'encoches qu'il y a d'aiguilles de guidage, les encoches étant dans une position autour de l'axe correspondant aux aiguilles, et dans la direction radiale des encoches, la bague comporte des pattes radiales tournées vers l'intérieur, ces pattes ayant une longueur périphérique correspondant à la longueur périphérique des dé- 30 coupes du piston et leur position correspond à celle des découpes de façon que par un assemblage serré, les pattes se logent dans les découpes et les cannelures de la périphérie intérieure de la bague s'accrochent dans la surface périphérique du bord du piston. Ce mode d'assemblage du corps du piston et de la cou- 35 ronne est un assemblage par la forme, stable et n'affaiblissant pas le 3 piston composite ainsi obtenu. Cet assemblage est simple et rapide à réaliser tant pour la mise en forme des deux composants que pour leur réunion. Suivant une autre caractéristique avantageuse, le bord 5 ouvert du piston comporte des découpes et la bague en forme de cou- ronne circulaire a une surface intérieure cannelée et une surface extérieure munie d'autant d'encoches qu'il y a d'aiguilles de guidage, les encoches étant dans une position autour de l'axe correspondant aux aiguilles, et dans la direction radiale des encoches, la bague comporte 10 des pattes radiales tournées vers l'intérieur, ces pattes ayant une lon- gueur périphérique correspondant à la longueur périphérique des découpes du piston et leur position correspond à celle des découpes de façon que par un assemblage serré, les pattes se logent dans les découpes et les cannelures de la périphérie intérieure de la bague 15 s'accrochent dans la surface périphérique du bord du piston. Suivant une autre caractéristique avantageuse, les découpes du bord ouvert du piston sont de forme rectangulaire et les pattes radiales sont de section rectangulaire, de largeur radiale égale à la largeur radiale des découpes. Cet assemblage radial simple se réalise 20 de façon précise et rapide. Suivant une autre caractéristique avantageuse, la surface extérieure de la bague comporte une encoche auxiliaire pour permettre le passage de l'air de part et d'autre de la bague lorsque le piston est en mouvement dans le cylindre. Cette encoche évite que de l'air ne soit emprisonné au- 25 tour du piston à l'avant ou à l'arrière de la bague et freine le mouve- ment du piston. On évite ainsi de perturber le fonctionnement du système de freinage. Suivant une autre caractéristique avantageuse, le cylindre a trois aiguilles de guidage réparties de façon équiangulaire. Cette 30 symétrie ternaire constitue le moyen de guidage minimum et le plus équilibré pour cette fonction. Suivant une autre caractéristique, les aiguilles sont de forme cylindrique à section circulaire et les encoches ont une section en arc de cercle correspondant à la section des aiguilles. 4 Dans cette forme de réalisation, les encoches entourent les aiguilles, suivant la moitié environ de la section périphérique des aiguilles. Dessins 5 La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés montrant un mode de réalisation d'un module hydraulique de servofrein électro- hydraulique intégré représenté dans les dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une coupe transversale du bloc hydraulique équipé 10 de son module hydraulique lui-même coupé axialement, la figure 2 est une coupe axiale du module hydraulique seul, la figure 3 est une vue isométrique du piston du module hydrau- lique, la figure 4A est une vue isométrique du corps du piston composite 15 et des encoches, la figure 4B est une vue isométrique d'une bague destinée à être assemblée au corps du piston de la figure 3A par un montage serré, la figure 5A est une vue isométrique du module hydraulique sans 20 le train épicycloïdal, la figure 5B est une vue isométrique du module hydraulique avec le train épicycloïdal et son capot, Description d'un mode de réalisation de l'invention Selon la vue en coupe transversale de la figure 1, 25 l'invention a pour objet un module hydraulique 1 pour un bloc hydrau- lique 100 surmonté d'un réservoir 101 de liquide de frein alimentant le bloc hydraulique 100. L'unité de commande 102 du module est fixé sur le côté du bloc hydraulique 100. Le bloc hydraulique 100 est traversé par le module hy- 30 draulique 1 fixé extérieurement contre un côté du bloc 1 coiffé par le son moteur électrique 5 (son capot) lui-même fixé séparément à ce côté du bloc hydraulique 100. Le bloc hydraulique 100 ainsi constitué est fixé au tablier du véhicule par une plaque de support 103 portée par le côté arrière du 5 bloc hydraulique 100 selon l'orientation d'installation du bloc dans le véhicule. Des conduites traversent le bloc hydraulique 100 pour l'échange de liquide de freins entre le réservoir 101 et le bloc hydrau- 5 ligue 100 ainsi qu'entre ce dernier et le circuit de freinage, selon les si- gnaux de commande appliqués à l'unité de commande 102 par la pédale de freins et/ou les systèmes de gestion de freinage (ABS, EPS). La vue en coupe du module hydraulique 1 sans son moteur électrique à la figure 2 permet de mieux comprendre la structure et 10 le fonctionnement. Le module hydraulique 1 se compose d'un cylindre 2 fixe délimitant avec un piston 3, une chambre de liquide de frein 4 pour alimenter le circuit de freinage par le piston 3. Le piston 3 est relié au moteur électrique 5 du servofrein 15 qui reçoit les signaux électriques de l'unité de commande 102. Le mo- teur électrique est relié au piston 3 est une vis à billes 6 transformant le mouvement de rotation du moteur 5 en un mouvement de translation du piston 3. La vis à billes 6 se compose d'une part d'un noyau fileté 20 61 solidaire en rotation et en translation selon l'axe xx, du piston 3, lui- même bloqué en rotation et d'autre part, d'un manchon fileté 62 entourant le noyau 61 et recevant le mouvement du moteur électrique 5 par un train épicycloïdal 51. Le noyau fileté 61 est encastré par une liaison par la forme par son prolongement 612 dans l'épaisseur du fond 31 du 25 piston 3. Le manchon 62 engrène avec le noyau fileté 61 par l'intermédiaire de billes 63 circulant en boucle de sorte que la rotation du manchon 62, fixe en translation selon l'axe xx, produit la translation du noyau fileté 61 et du piston 3 qui, eux sont fixes en rotation. Le train épicycloïdal 51 se compose d'un pignon central 30 511 porté par l'axe 52 du moteur 5 et engrenant avec des satellites 512 dont les axes sont solidaires du manchon fileté 62 pour entraîner celui-ci. Le train épicycloïdal 51 est couvert par un capot 513 fixé au boîtier 7 du module 1 traversé par l'axe 52 du moteur 5. Le boîtier 7 est muni d'une couronne de fixation 73 pour 35 être assemblé au côté du bloc hydraulique 1. 6 L'axe 52 et sa fixation au pignon central 511 venant en saillie de la face du train épicycloïdal 51, le noyau fileté 61 a, dans sa face en regard, une cavité 611 permettant de recevoir librement cette partie en saillie (sans contact avec celle-ci) lorsque le noyau 61 est dans 5 sa position la plus reculée représentée aux figures 1 et 2. Le manchon 62 est monté en rotation dans la couronne fixe 71 du boîtier 7 par l'intermédiaire d'un roulement à billes 72. Selon les figures 3, 4A, 4B, le piston 3 coulissant dans le cylindre hydraulique 2 est muni au bord 34 de sa jupe 32, d'une bague 10 extérieure 35 coopérant avec des aiguilles de guidage 21 (figure 2). Ces aiguilles 21 sont droites, parallèles à l'axe xx du cylindre 2 ; elles sont tenues chacune à l'extrémité d'une cavité 22 allongée, parallèle à l'axe xx : dans le corps du cylindre 2. Pour ne pas compliquer le dessin, la figure 1 ne montre 15 pas l'aiguille qui serait coupée. Cette aiguille 21 est seulement représen- tée à la figure 2. La bague 35 est munie d'encoches 351 à section en arc de cercle de forme complémentaire, à celle de la partie en saillie des aiguilles 21 elles-mêmes cylindriques de section circulaire pour se guider 20 en translation le long des aiguilles. Les encoches 351 sont dans des po- sitions angulaires correspondant à celles des aiguilles 21 autour de l'axe xx du cylindre 2. La figure 2 montre en coupe la bague 35 engagée sur l'aiguille 21 et laissant apparaître la liaison par engagement des formes 25 coupées de l'encoche 351 de la jupe 32 et de la patte 353 de la bague 35. Le plan de coupe étant axial, les autres aiguilles 21 et les encoches 351 de la bague 35 n'apparaissent pas. La jupe 32 du piston 3 coopère de façon étanche avec les joints 23 (coupelles) du cylindre 2. Ces joints périphériques 23 sont si- 30 tués de part et d'autre des orifices de conduits de communication entre le cylindre 2 et le réservoir de liquide de frein 101. Ces orifices ne sont pas détaillés car leur fonctionnement est connu. La figure 3 est une vue de côté du piston 3 formé du corps cylindrique 32 (jupe) dont le fond fermé 31, tourné côté chambre 35 4 du cylindre 2, rejoint sa surface périphérique par une zone périphé- 7 rique 33 munie d'enfoncements 321 destinés à atténuer la coupure du flux de liquide lors du passage du piston 3 sur les orifices périphériques du cylindre, communiquant avec le réservoir de liquide de frein, pour éviter les effets brutaux de chocs de pression. 5 L'extrémité ouverte 34 du piston 3 est entourée par la bague 35 assurant le blocage en rotation du piston. La bague 35 a des encoches périphériques 351 en nombre égal à celui des aiguilles 21 pour chevaucher celles-ci et bloquer ainsi la rotation du piston 3 et du noyau 61 autour de l'axe xx. Les aiguilles 21 sont par exemple au 10 nombre de trois, réparties de façon équiangulaire autour de l'axe xx. Les figures 4A et 4B montrent le corps du piston 3 et sa bague 35, séparés avant leur assemblage. Le bord ouvert 34 du piston 3 a des découpes 341 rectangulaires, de largeur périphérique LP. La bague 35 a une surface inté- 15 rieure circulaire 352 cannelée avec en saillie, des pattes radiales 353 de section périphérique (largeur périphérique) égale à celle LP des encoches 341 du bord 34 du piston et dans des positions homologues. Ces pattes radiales 353 sont ainsi réparties de façon équiangulaire. Le bord extérieur lisse de la bague 35 a ses encoches 351 au niveau des pattes 353 20 de sorte que cette zone de la bague n'est pas affaiblie par une réduction d'épaisseur au niveau des encoches 351. La bague 35 a aussi une encoche auxiliaire 354 entre deux encoches de guidage. Cette encoche auxiliaire 354 sert à la fois à orienter cette pièce en cours d'assemblage et à éviter la compression de 25 l'air de part et d'autre de la bague 35 lorsque le piston 3 se déplace ra- pidement dans le cylindre 2. La profondeur axiale des découpes 341 est sensiblement égale à l'épaisseur des pattes 353 de la couronne 35. Le diamètre intérieur de la bague 35 est légèrement inférieur au diamètre extérieur du piston 3 de sorte que l'assemblage de la 30 bague 35 et de la jupe 32 du piston suivant l'axe se fait de force. Les dents des cannelures 352 s'engagent dans la surface extérieure du bord 34 de la jupe 32 et mettent de plus en compression les trois découpes 341 pour ainsi comprimer les pattes 353. Selon l'invention, le piston 3 est une pièce en aluminium 35 anodisé et la bague est en acier. 8 L'ensemble du piston 3 est mécaniquement résistant aux efforts violents et le cas échéant, alternés, exercés sur la vis et se transmettant à l'interface bague/aiguilles. Les figures 5A, 5B montrent le module hydraulique 1 5 partiellement assemblé (figure 5A) et complètement assemblé (figure 5B) pour être monté dans le bloc hydraulique 100. Selon la figure 5A, le cylindre 2 est assemblé au boîtier 7 avec une couronne de fixation 73, mais sans la transmission 51 et son capot 513. Le cylindre 2 apparaît autour du noyau fileté 61 montrant 10 l'extrémité des aiguilles 21 et la bague extérieure 35 avec ses encoches 351 chevauchant les aiguilles 21 et le bord 34 de la jupe 32 du piston. Le manchon 62 n'est pas représenté et seule apparaît l'extrémité du noyau 61 qui dépasse. La couronne de fixation 73 comporte des perçages 731 15 pour les vis et la périphérie a des pattes de blocage 732 pour coopérer à la fixation au bloc 100 avec le capot 63 du moteur 5 (figure 1). La figure 5B montre le module hydraulique 1 assemblé, mais sans son moteur électrique 5. Le manchon 62 est en place dans le prolongement 74 du boîtier 7 ; le manchon 62 et les billes de la vis sont 20 en place ainsi que la transmission 51 et le capot 513. 9 NOMENCLATURE 1 Module hydraulique 2 Cylindre 5 21 Aiguille de guidage 22 Cavité 3 Piston 31 Fond 32 Jupe/corps REVENDICATIONS1°) Module hydraulique de servofrein électrohydraulique intégré comprenant : - un cylindre (2) logeant un piston (3) délimitant une chambre (4) recevant le liquide de frein pour alimenter le circuit de freinage en fonction des commandes de freinage, le piston (3) étant relié au moteur électrique (5) du module (1) par une vis à billes (6) commandant le mouvement de translation du piston (3), * le noyau fileté (61) de la vis (6) étant solidaire du piston (3), lui-même bloqué en rotation mais libre en translation selon l'axe (xx), en étant guidé par des aiguilles (21) parallèles à l'axe (xx) du piston (3) et avec lesquelles coopèrent des évidements à la périphérie du piston (3), et * le manchon fileté (62) de la vis à billes (6) étant entraîné en ro- tation par le moteur électrique (5), module hydraulique caractérisé en ce que le piston (3) est une pièce formée d'un corps cylindrique (32) en aluminium anodisé et d'une bague extérieure (35) en acier, montée de force sur le bord (34) du piston et munie d'encoches (351) de section corres- pondant à la section utile des aiguilles (21) et dans une position correspondante autour de l'axe xx pour coopérer avec les aiguilles (21) et guider le piston (3) en translation en le bloquant en rotation de façon à bloquer en rotation le noyau (61) de la vis à billes en le laissant libre en translation le long de l'axe (xx). 2°) Module hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bord ouvert (34) du piston (3) comporte des découpes (341) et la bague (35) en forme de couronne circulaire a une surface intérieure cannelée (352) et une surface extérieure munie d'autant d'encoches (351) qu'il y a d'aiguilles de guidage (21), les encoches étant dans une position autour de l'axe (xx) correspondant à celle des aiguilles (21), et dans la direction radiale des encoches (351), la bague (35) comporte des pattes radiales (353) tournées vers l'intérieur, ces pattes ayant une lon- 12 gueur périphérique (LP) correspondant à la longueur périphérique des découpes (341) du piston et leur position correspond à celle des découpes de façon que par un assemblage serré, les pattes (353) se logent dans les découpes (341) et les cannelures de la périphérie intérieure 5 (352) de la bague s'accrochent dans la surface périphérique du bord (34) du piston (3). 3°) Module hydraulique selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que 10 les découpes (341) du bord ouvert (34) du piston (3) sont de forme rec- tangulaire et les pattes radiales (353) sont de section rectangulaire et de largeur radiale (LP) égale à la largeur radiale des découpes (341). 4°) Module hydraulique selon la revendication 2, 15 caractérisé en ce que la surface extérieure de la bague (35) comporte une encoche auxiliaire (354) pour permettre le passage de l'air de part et d'autre de la bague (35) lorsque le piston (3) est en mouvement dans le cylindre (2). 20 5°) Module hydraulique selon la revendication 3, caractérisé en ce que le cylindre (2) a trois aiguilles de guidage (21) réparties de façon équiangulaire. 25 6°) Module hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les aiguilles (21) sont de forme cylindrique à section circulaire et les encoches (351) ont une section en arc de cercle correspondant à la section des aiguilles (21). 30