Brevet FR3074756A1 — publié le 20190614

- 1 - L'invention concerne les motoréducteurs de freinage. Un tel dispositif est généralement utilisé dans le domaine de l'automobile pour réaliser des freins, par exemple des freins de parking automatiques. Un frein à commande électrique comporte en général un moteur électrique associé à un réducteur pour entrainer un mouvement de serrage de deux organes de friction vers un disque solidaire d'une roue du véhicule. Le motoréducteur comprend en général plusieurs roues dentées situées dans plusieurs plans, qui transmettent les efforts mécaniques depuis le moteur vers les plaquettes de frein. On souhaite en général sélectionner le rapport de réduction du motoréducteur, en 10 faisant un choix judicieux dans les roues dentées qui le composent. D'autre part, on veut contrôler l'entraxe, distance entre l'axe porté par l'arbre moteur et l'axe porté par l'arbre de sortie, afin d'optimiser l'encombrement. On utilise, dans l'étage de réduction, une succession de roues dentées du type « engrenage double ». Ainsi, toutes les roues dentées de l'étage de réduction ne sont 15 pas contenues dans le même plan. Mais cela augmente l'encombrement du dispositif. De plus, le rapport de réduction initial donné par le nombre de dents des roues situées sur les axes moteur et de sortie n'est pas conservé par ce dispositif. Il est ainsi difficile de contrôler à la fois les contraintes dimensionnelles du réducteur et son rapport de réduction. 20 Un but de l'invention est de mieux contrôler les contraintes dimensionnelles du réducteur et son rapport de réduction. A cet effet, on prévoit un motoréducteur de freinage qui comprend au moins un étage de réduction comportant une roue d'entrée ayant z1 dents, une roue de sortie ayant z3 dents, et au moins une roue intermédiaire disposée entre les roues d'entrée et 25 de sortie ; le rapport de réduction dudit étage de réduction est égal à Ainsi, ces roues dentées, et plus particulièrement la roue intermédiaire, sont choisies en fonction de l'entraxe désiré entre les arbres d'entrée et de sortie, qui portent les roues d'entrée et de sortie, tout en conservant le rapport de réduction obtenu avec un dispositif dépourvu de roue intermédiaire. 30 D'une part ce dispositif permet de contrôler facilement le rapport de réduction parce que la taille de la roue intermédiaire n'influe pas sur celui-ci. En effet, dans cette configuration, seuls les nombres de dents des roues solidaires des arbres d'entrée et de sortie agissent sur le rapport de réduction final. Ainsi, il devient très facile d'obtenir l'entraxe souhaité entre l'arbre moteur et l'arbre de sortie car on peut choisir la roue 35 intermédiaire que l'on veut. En particulier, le rapport de transmission i, donné par la formule i = * = où z1 est le nombre de dents de la roue d'entrée, z2 est le z2 z, z, - 2 - nombre de dents de la roue intermédiaire et z3 est le nombre de dents de la roue de sortie, reste le même que s'il n'y avait pas de roue intermédiaire dans le réducteur. Les roues dentées peuvent présenter des engrenages hélicoïdaux mais tous types d'engrenages peuvent être utilisés, tels qu'un engrenage droit par exemple. 5 On peut noter que la roue dentée intermédiaire peut avoir la taille que l'on veut. Ainsi l'adaptation de l'entraxe aux contraintes dimensionnelles est aisée pour le concepteur. Avantageusement, le nombre de roues intermédiaires est d'au moins deux. Avoir plusieurs roues intermédiaires permet au concepteur de gérer au mieux et le plus facilement possible l'encombrement du dispositif. On peut ainsi imaginer de prévoir 10 deux petites roues intermédiaires plutôt qu'une grosse, ce qui permet d'obtenir un motoréducteur qui ne soit pas trop large. Avantageusement, les roues intermédiaires sont disposées en série l'une par rapport à l'autre entre les roues d'entrée et de sortie. Selon cette disposition, les roues se succèdent à la suite, chaque roue dentée 15 intermédiaire n'étant en contact qu'avec deux autres roues. De cette manière, on peut obtenir un entraxe plus grand entre les axes d'entrée et de sortie sans avoir à utiliser une roue intermédiaire de diamètre trop grand, et donc générer un grand encombrement et un poids du dispositif trop important. Avantageusement, les roues intermédiaires sont disposées en parallèle entre les 20 roues d'entrée et de sortie. Ainsi les efforts transmis par le train d'engrenage sont divisés entre les roues intermédiaires plutôt que de passer intégralement par la même. Dans cette disposition, les roues intermédiaires étant moins sollicitées, elles peuvent présenter une durée de vie plus longue que celles disposées en série entre les roues d'entrée et de sortie. 25 Avantageusement, la roue d'entrée comporte moins de dents que la ou chaque roue intermédiaire. Avantageusement, la ou chaque roue intermédiaire comporte moins de dents que la roue de sortie. Avantageusement, la roue d'entrée est un pignon. 30 Elle peut ainsi être la plus petite roue du train d'engrenages. Cette configuration est privilégiée, en particulier car on souhaite que celle-ci soit plus petite que la roue de sortie. Cela permet d'obtenir une vitesse de rotation de l'arbre de sortie qui est plus petite que celle de l'arbre d'entrée, et donc d'avoir effectivement la réduction recherchée. 35 Avantageusement, dans l'étage de réduction, la ou chaque roue intermédiaire est disposée dans un même plan que la roue d'entrée et la roue de sortie. Ainsi, le système présente l'avantage d'être moins encombrant qu'un réducteur - 3 - comportant des engrenages à roues coniques par exemple, parce que toutes les roues dentées d'un étage de réduction donné sont comprises dans le même plan. La présente invention a aussi pour objet un frein pour véhicule comprenant un motoréducteur tel que décrit ci-dessus. 5 L'avantage d'un tel frein est que, de par son architecture adaptable, on peut facilement l'intégrer dans un véhicule au sein des autres éléments. De plus, son encombrement et son poids réduits sont aussi de grands avantages pour cette application. On prévoit également selon l'invention un procédé de fabrication d'un motoréducteur de freinage dans lequel :on choisit une dimension d'au moins une roue intermédiaire d'un étage de réduction en fonction d'une distance entre un axe d'une roue d'entrée ayant z1 dents et un axe d'une roue de sortie du même étage de réduction ayant z3 dents, et on assemble le motoréducteur en disposant la ou chaque roue intermédiaire entre les roues d'entrée et de sortie de manière à ce que le rapport de réduction i dudit étage de réduction soit égal à Nous allons maintenant présenter trois modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et à l'appui des figures annexées sur lesquelles : - la figure 1 est une vue en perspective d'un motoréducteur selon un premier mode de réalisation de l'invention, 20 - la figure 2 est une vue en plan du motoréducteur de la figure 1 - la figure 3 est une vue du dessus d'un motoréducteur selon un deuxième mode de réalisation de l'invention présentant deux roues intermédiaires agencées en série, et - la figure 4 est une vue du dessus d'un motoréducteur selon un troisième mode de réalisation de l'invention présentant deux roues intermédiaires agencées en parallèle. 25 Nous allons décrire un premier mode de réalisation du motoréducteur de l'invention en référence aux figures 1 et 2 destiné à un frein de véhicule. Il comprend un boitier 16 qui fait office de bâti pour les autres éléments du dispositif. Le motoréducteur comprend un arbre d'entrée ou arbre moteur 11 et un arbre de sortie 13, qui sont montés mobiles à rotation dans des logements du boîtier. Ces arbres ont des axes respectifs 20, 21 30 parallèles entre eux. Une roue d'entrée 12 est portée par l'arbre moteur 11 et une roue de sortie 14 est portée par l'arbre de sortie 13. Une roue intermédiaire 15 est en prise directe avec la roue d'entrée 12 d'une part et la roue de sortie 14 d'autre part. Elle est portée par un arbre ayant un axe 22 parallèle aux axes 20, 21. Ces trois roues sont avantageusement 35 toutes situées dans un même plan. La roue d'entrée 12, la roue intermédiaire 15 et la roue de sortie 14 sont toutes - 4 - pourvues de dents 17 et engrènent les unes avec les autres dans cet ordre. Un moteur électrique 18 est inséré dans le boîtier 16 dans le prolongement de l'arbre moteur 11 comme illustré à la figure 1. L'arbre du moteur est l'arbre d'entrée 11. L'axe d'entrée 20 porté par l'arbre moteur 11 et l'axe de sortie 21 porté par l'arbre de 5 sortie 13 sont éloignés l'un de l'autre d'une distante ou entraxe e. Le du boitier 16 a ici, vu de haut, une forme de poire. Le nombre de dents de la roue d'entrée 12 est plus petit que le nombre de dents de la roue intermédiaire 15 qui est lui-même plus petit que le nombre de dents de la roue de sortie 14. En fonctionnement, le moteur 18 du motoréducteur 10 met en rotation l'arbre moteur 10 11. Ce dernier entraîne la roue d'entrée 12, elle-même engrenée avec la roue intermédiaire 15. Celle-ci engrène à son tour avec la roue de sortie 14 qui entraîne l'arbre de sortie 13 en rotation. Ainsi, il y a une transmission d'un effort depuis le moteur 18 jusqu'à l'arbre de sortie 13 via l'étage de réduction du motoréducteur. Cela entraine d'une façon classique et non illustrée, en aval du motoréducteur, le déplacement d'au 15 moins un organe de friction contre le disque du frein solidaire de la roue du véhicule. En particulier, le rapport de transmission i, donné par la formule i = * = où z1 est le nombre de dents de la roue d'entrée 12, z2 est le nombre de dents de la roue intermédiaire 15 et z3 est le nombre de dents de la roue de sortie 13, reste le même que s'il n'y avait pas de roue intermédiaire dans le réducteur. Le diamètre (et donc le nombre de dents) de la roue intermédiaire 15 est calculé afin d'obtenir la distance d'entraxe e désirée uniquement, car il n'influe pas sur le rapport de transmission final. Pour les deux autres modes de réalisation, nous ne mentionnerons que les caractéristiques du motoréducteur qui diffèrent de celles du premier mode. La figure 3 présente un deuxième mode de réalisation du motoréducteur 10. Cette fois, deux roues intermédiaires 15 sont montées en série l'une par rapport à l'autre entre les roues d'entrée 12 et de sortie 14. Ces quatre roues sont toutes situées dans un même plan. La roue d'entrée est en prise directe avec la première roue intermédiaire 15 qui est en prise directe avec la seconde. Celle-ci est en prise directe avec la roue de sortie 14. Les deux roues intermédiaires sont portées par des arbres ayant des axes 22 parallèles aux axes 20 et 21. Toutes ces roues sont insérées dans le boitier 16. Ici, la roue d'entrée 12 comporte moins de dents que les roues intermédiaires 15 et ces dernières moins de dents que la roue de sortie 14. La roue d'entrée 12 est ici un pignon d'entrée. En l'espèce, les deux roues intermédiaires sont identiques l'une à l'autre. Toutefois, cela n'est pas obligatoire. - 5 - En fonctionnement, la roue d'entrée 12 est entraînée en rotation par l'arbre d'entrée 12. Cette roue d'entrée 12 engrène avec la première roue intermédiaire 15, qui engrène par la suite avec la deuxième roue d'entrée 15. Cette dernière engrène avec la roue de sortie 14 qui entraîne l'arbre de sortie 13 en rotation. 5 En particulier, le rapport de transmission i, donné par la formule i = Zi Z2 Z3 Zi - * - * - = - Z2 Z3 Z4 Z4 où z1 est le nombre de dents de la roue d'entrée 12, z2 est le nombre de dents de la première roue intermédiaire 15, z3 est le nombre de dents de la deuxième roue intermédiaire 15 et z4 est le nombre de dents de la roue de sortie 13, reste le même que s'il n'y avait pas de roue intermédiaire dans le réducteur. 10 Le diamètre (et donc le nombre de dents) des roues intermédiaires 15 est calculé afin d'obtenir la distance d'entraxe e désirée. La figure 4 présente un troisième mode de réalisation d'un motoréducteur de freinage comprenant deux roues intermédiaires 15 arrangées en parallèles l'une à l'autre et entre la roue d'entrée 12 et la roue de sortie 14. Ces quatre roues sont situées 15 dans un même plan. Chaque roue intermédiaire 15 est donc en prise directe à la fois avec la roue d'entrée 12 et la roue de sortie 14. Toutes ces roues sont insérées dans le boitier 16. Ici, la roue d'entrée 12 comporte moins de dents que les autres roues, ce qui en fait un pignon d'entrée. Ici, à nouveau, la roue d'entrée 12 comporte moins de dents que les 20 roues intermédiaires 15 et ces dernières moins de dents que la roue de sortie 14. En fonctionnement, la roue d'entrée 12 est entraînée en rotation par l'arbre d'entrée 11. Cette roue d'entrée 12 engrène directement avec chacune des deux roues intermédiaires 15. Ces dernières engrènent chacune directement avec la roue de sortie 14 qui entraîne l'arbre de sortie 13 en rotation. 25 En particulier, le rapport de transmission i, donné par la formule i = * = où z2 z3 z3 z1 est le nombre de dents de la roue d'entrée 12, z2 est le nombre de dents des roues intermédiaires 15 et z3 est le nombre de dents de la roue de sortie 13, reste le même que s'il n'y avait pas de roue intermédiaire dans le réducteur. Pour chacun de ces modes de réalisation, le procédé de fabrication du 30 motoréducteur de freinage se déroule comme suit : - on choisit une dimension de la ou de chacune des roues intermédiaires 15 en fonction de la distance e entre l'axe 20 de la roue d'entrée 12 et l'axe 21 de la roue de sortie 14, et - on assemble le motoréducteur en disposant la ou chaque roue intermédiaire 15 35 entre les roues d'entrée et de sortie et dans un même plan que ces dernières. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à des motoréducteurs ayant un unique - 6 - étage de réduction. Les motoréducteurs à plusieurs étages, par exemple 2, 3 ou 4, ne sortent pas du cadre de la présente invention. Dans un tel motoréducteur, l'arbre de sortie d'un étage entraîne l'arbre d'entrée de l'étage suivant, directement ou indirectement, ou bien ces deux arbres sont confondus. Avantageusement, une roue de 5 sortie d'un étage est liée en rotation avec une roue d'entrée de l'étage de réduction suivant. L'un de ces étages de réduction peut par exemple former un train épicycloïdal. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation présentés et d'autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l'homme du métier. Il est notamment possible d'ajouter une ou plusieurs roues intermédiaires entre les arbres d'entrée et de sortie. 10 Cette invention peut servir dans une automobile pour réaliser un frein de parking, un frein de secours ou bien même ces deux fonctions en même temps. On peut notamment utiliser ce motoréducteur de freinage pour tout type d'application, et ce même en dehors du domaine de l'automobile. REVENDICATIONS1. Motoréducteur (10) de freinage caractérisé en ce qu'il comprend au moins un étage de réduction comportant : - une roue d'entrée (12) ayant z1 dents (17), - une roue de sortie (14) ayant z3 dents (17), et - au moins une roue intermédiaire (15) disposée entre les roues d'entrée (12) et de sortie (14) ; et en ce que le rapport de réduction dudit étage de réduction est égal à 2. Motoréducteur (10) de freinage selon la revendication 1 dans lequel le nombre de roues intermédiaires est d'au moins deux. 3. Motoréducteur (10) selon la revendication précédente dans lequel les roues intermédiaires (15) sont disposées en série l'une par rapport à l'autre entre les roues d'entrée et de sortie. 4. Motoréducteur (10) selon la revendication 2 dans lequel les roues intermédiaires (15) sont disposées en parallèle entre les roues d'entrée et de sortie. 5. Motoréducteur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel la roue d'entrée (12) comporte moins de dents (17) que la ou chaque roue intermédiaire (15). 6. Motoréducteur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel la ou chaque roue intermédiaire (15) comporte moins de dents (17) que la roue 20 de sortie (14). 7. Motoréducteur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel la roue d'entrée (12) est un pignon. 8. Motoréducteur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel, dans l'étage de réduction, la ou chaque roue intermédiaire (15) est disposée 25 dans un même plan que la roue d'entrée (12) et la roue de sortie (14). 9. Frein pour véhicule comprenant un motoréducteur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes. 10. Procédé de fabrication d'un motoréducteur (10) de freinage dans lequel : - on choisit une dimension d'au moins une roue intermédiaire (15) d'un étage de 30 réduction en fonction d'une distance entre un axe d'une roue d'entrée (12) ayant z1 dents et un axe (21) d'une roue de sortie (14) du même étage de réduction ayant z3 dents, et - on assemble le motoréducteur en disposant la ou chaque roue intermédiaire entre les roues d'entrée (12) et de sortie (14) de manière à ce que le rapport de réduction dudit étage de réduction soit égal à -8