Brevet FR3134866A1 — publié le 20231027

Le dispositif (7) de serrage pour système de freinage est destiné à exercer un déplacement relatif entre des éléments de friction et comporte un bâti (10) supportant un actionneur électrique destiné à fournir la force de serrage et un mécanisme (17) de réduction couplant un arbre de sortie de l’actionneur électrique à un mécanisme (13) de conversion du mouvement de rotation de l’arbre de sortie en mouvement de translation afin de permettre le mouvement de déplacement relatif entre les éléments de friction. Le mécanisme de réduction comprend un train épicycloïdal comportant : - un pignon planétaire de réception du mouvement de rotation de l’arbre de sortie, et - un ensemble (19) formant couronne de délivrance du mouvement de rotation de sortie au mécanisme de conversion. Le dispositif de serrage comprend des moyens (25) de transformation de l’ensemble formant couronne entre une configuration de délivrance du mouvement de rotation de sortie et une configuration de blocage du mouvement de rotation de sortie. Figure pour l’abrégé : figure 4 Dispositif de serrage pour système de freinage comprenant un mécanisme de réduction comprenant un train épicycloïdal L’invention se rapporte au domaine des systèmes de freinage pour véhicule, plus particulièrement des systèmes de freinage du type électromécanique. Un système de freinage d’un véhicule notamment automobile comporte en général des dispositifs mécaniques de serrage comprenant notamment des éléments de friction, tels que des plaquettes de frein, reliés à un actionneur apte à rapprocher une paire de ces éléments de friction en direction de deux faces opposées d’un disque solidaire d’une roue du véhicule pour l’enserrer et ainsi freiner le véhicule par friction des éléments de friction contre le disque, ou de les écarter dans le but de cesser le freinage. Dans le cas des systèmes de freinage du type électromécanique, les dispositifs mécaniques de serrage comportent au moins un actionneur électrique tel qu’un moteur muni d’un arbre de sortie rotatif. Par conséquent, ces dispositifs mécaniques de serrage du type électromécanique doivent comporter un mécanisme de conversion du mouvement de rotation de l’arbre de sortie de l’actionneur électrique en mouvement de translation nécessaire au rapprochement des éléments de friction. De manière classique, les dispositifs de serrage de type électromécanique sont conçus de manière à ce que le serrage soit de type irréversible, c’est-à-dire que le système de serrage soit autobloquant. Ainsi, une fois la force de serrage appliquée, elle est maintenue par blocage mécanique jusqu’à ce qu’une rotation en sens inverse de l’arbre rotatif du moteur électrique soit commandée. Ce montage présente l’avantage, dans le cas d’un frein de parking, d’assurer le maintien de la force de serrage même lorsque le véhicule est à l’arrêt et que l’alimentation du moteur en électricité est interrompue. Toutefois, malgré ces avantages pour le freinage de parking, de tels dispositifs de serrage présentent des inconvénients, notamment une usure plus rapide des pièces utilisées, et il est généralement préférable pour une utilisation en tant que frein de service que le dispositif de serrage soit du type réversible, c’est-à-dire que le système de serrage soit de type non-autobloquant. L'invention a notamment pour but de proposer un dispositif de serrage pour système de freinage permettant, selon les situations, d’obtenir un serrage de type autobloquant ou un serrage de type non-autobloquant. À cet effet, l’invention a pour objet un dispositif de serrage pour système de freinage destiné à exercer un déplacement relatif entre des éléments de friction et comportant un bâti supportant un actionneur électrique destiné à fournir la force de serrage et un mécanisme de réduction de vitesse de rotation couplant un arbre de sortie de l’actionneur électrique à un mécanisme de conversion du mouvement de rotation de l’arbre de sortie en mouvement de translation afin de permettre le mouvement de déplacement relatif entre les éléments de friction, dans lequel le mécanisme de réduction de vitesse de rotation comprend un train épicycloïdal comportant : - un pignon planétaire de réception du mouvement de rotation de l’arbre de sortie de l’actionneur électrique, et - un ensemble formant couronne de délivrance du mouvement de rotation de sortie au mécanisme de conversion, caractérisé en ce que le dispositif de serrage comprend des moyens de transformation de l’ensemble formant couronne entre une configuration de délivrance du mouvement de rotation de sortie et une configuration de blocage du mouvement de rotation de sortie. Le dispositif de serrage selon l’invention permet ainsi de cumuler les avantages d’un dispositif de serrage de type réversible ou non-autobloquant et d’un dispositif de serrage de type irréversible ou autobloquant en passant de l’un à l’autre sur commande à l’aide des moyens de transformation. En effet, le dispositif de serrage peut présenter deux configurations sous l’action des moyens de transformation. La configuration de délivrance correspond à une configuration de type réversible ou non-autobloquante du dispositif de serrage dans laquelle le déplacement des éléments de friction permet l’application d’une force de serrage afin de freiner le véhicule et, une fois que l’actionneur électrique arrête de faire tourner son arbre rotatif, la force de freinage diminue progressivement jusqu’à devenir nulle. La configuration de blocage correspond à une configuration de type irréversible ou autobloquante du dispositif de serrage dans laquelle le déplacement des éléments de friction n’est pas permis. Ainsi, après que la force de serrage ait été appliquée pendant que le dispositif de serrage était en configuration de délivrance, il est avantageux de commander, à l’aide des moyens de transformation, un passage l’ensemble formant couronne en configuration de blocage afin de maintenir la force de serrage sans avoir à solliciter l’actionneur électrique et, par exemple, sans nécessiter de ressources électriques, ce qui est particulièrement avantageux pour le freinage de parking. Le fait que le blocage du mouvement de rotation de sortie du train épicycloïdal se fasse au niveau de l’ensemble formant couronne de délivrance est avantageux car si l’actionneur électrique est actionné alors que l’ensemble formant couronne est en configuration de blocage du mouvement de rotation de sortie, le mouvement de rotation d’entrée est néanmoins reçu par le train épicycloïdale au niveau du pignon planétaire et peut être distribué entre des satellites et un porte-satellites du train épicycloïdale qui sont mobiles en rotation même en cas d’immobilisation de l’ensemble formant couronne. Le risque d’endommager des pièces du dispositif de serrage, notamment l’arbre rotatif de l’actionneur électrique, est donc faible. L’invention peut également comporter l’une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes, prises seules ou en combinaison. L’ensemble formant couronne comprend une première couronne montée sur le bâti de manière à être fixe en rotation et mobile en translation et une deuxième couronne montée sur le bâti de manière à être fixe en translation et mobile en rotation autour de son axe principal, le train épicycloïdal comprenant des satellites engrenant avec le pignon planétaire, la première couronne et la deuxième couronne. Il s’agit d’un montage simple et robuste permettant la transmission du mouvement de rotation de l’arbre de sortie de l’actionneur électrique. On comprend notamment que lorsque le pignon planétaire est entrainé en rotation par l’arbre de sortie de l’actionneur électrique, il entraine à son tour en rotation sur eux-mêmes les satellites qui s’engrènent avec lui. Cette rotation sur eux-mêmes des satellites, du fait qu’ils s’engrènent avec la première couronne qui est fixe en rotation, entraine une rotation des satellites autour de l’axe du pignon planétaire ce qui provoque la rotation de la deuxième couronne avec laquelle ils s’engrènent également et donc la transmission du mouvement de rotation au mécanisme de conversion. Les moyens de transformation de l’ensemble formant couronne comprennent des moyens de déplacement en translation de la première couronne entre une position débrayée dans laquelle l’ensemble formant couronne est dans sa configuration de délivrance du mouvement de rotation de sortie et une position de crabotage avec la deuxième couronne dans laquelle l’ensemble formant couronne est dans sa configuration de blocage du mouvement de rotation de sortie. Il s’agit d’un montage robuste permettant de passer de manière simple d’une délivrance du mouvement de rotation de sortie à une configuration de blocage du mouvement de rotation de sortie et inversement. Par exemple, on prévoit que la première couronne présente des dents de crabotage destinées à coopérer avec des rainures de crabotage ménagées sur la deuxième couronne de manière à l’immobiliser en rotation. Lorsque la première couronne est en position de crabotage avec la deuxième couronne, l’ensemble formant couronne est donc fixe en rotation. Comme indiqué précédemment, le fait que l’ensemble formant couronne soit fixe en rotation ne limite pas la mobilité en rotation des autres éléments du train épicycloïdal, ce qui limite le risque d’endommagement du dispositif de serrage et de l’actionneur électrique. La première couronne est réalisée au moins en partie en un matériau ferromagnétique et les moyens de déplacement en translation de la première couronne comprennent au moins un solénoïde destiné à déplacer la première couronne entre sa position débrayée et sa position de crabotage avec la deuxième couronne lorsqu’il est parcouru par un courant électrique. L’utilisation d’un solénoïde est un moyen simple et fiable de déplacer la première couronne en translation de manière commandée. Par solénoïde on comprend tout dispositif constitué d’un fil électrique en métal enroulé régulièrement en hélice de façon à former une bobine qui, lorsqu’elle est parcourue par un courant électrique, produit un champ magnétique. La force du champ magnétique dépend notamment de l’intensité du courant électrique. En outre, en faisant varier le sens de circulation du courant électrique dans le fil électrique, il est possible de faire varier le sens du champ magnétique qui est généré. Au sens de l’invention, par solénoïde on entend également une bobine électrique ou un électroaimant capables de générer un champ magnétique lorsqu’ils sont parcourus par un courant électrique. Les moyens de déplacement en translation de la première couronne comprennent un ressort de rappel élastique de la première couronne vers sa position de crabotage avec la deuxième couronne, le solénoïde étant destiné à déplacer la première couronne en translation de sa position crabotage avec la deuxième couronne jusqu’à sa position débrayée lorsqu’il est parcouru par un courant électrique. Ce mode de réalisation est avantageux car le ressort de rappel élastique permet de positionner automatiquement la première couronne en position de crabotage avec la deuxième couronne lorsque le solénoïde n’est pas alimenté en électricité. La configuration de blocage du mouvement de rotation de sortie de l’ensemble formant couronne, dans laquelle le dispositif de serrage est dit est configuration autobloquante, qui est désirée lors du freinage de parking, est ainsi obtenue de manière simple et économique. Lorsqu’un déplacement des éléments de friction est souhaité, un courant électrique parcourt le solénoïde qui génère ainsi un champ magnétique qui agit sur le matériau ferromagnétique de la première couronne de manière à exercer une force supérieure à la force de rappel élastique du ressort de manière à déplacer la première couronne en translation de sa position de crabotage avec la deuxième couronne jusqu’à sa position débrayée. Tant qu’un courant électrique suffisant parcourt le solénoïde, la première couronne demeure en position débrayée. Au moins une partie de la première couronne constitue un aimant permanent et le solénoïde, en coopération avec l’aimant permanent, est destiné à déplacer la première couronne de sa position de crabotage avec la deuxième couronne à sa position débrayée lorsqu’il est parcouru par un courant électrique selon un premier sens et à déplacer la première couronne de sa position débrayée à sa position de crabotage avec la deuxième couronne lorsqu’il est parcouru par un courant électrique selon un deuxième sens opposé au premier sens. Ce mode de réalisation est avantageux car il permet de limiter le nombre de pièces utilisées pour la réalisation du dispositif de serrage et donc de limiter son coût de fabrication et de simplifier sa fabrication. Le fait qu’au moins une partie de la première couronne constitue un aimant permanent permet au solénoïde d’attirer ou de repousser la première couronne en fonction du sens du courant électrique qui le traverse. Par exemple, lorsque le courant électrique circule dans le solénoïde selon le premier sens de circulation, le champ magnétique généré repousse l’aimant permanent de la première couronne de manière à la déplacer en translation de la position de crabotage avec la deuxième couronne à la position débrayée. Lorsque le courant électrique circule dans le solénoïde selon le deuxième sens de circulation, le champ magnétique généré attire l’aimant permanent de la première couronne de manière à la déplacer en translation de la position débrayée à la position de crabotage avec la deuxième couronne. Les moyens de déplacement en translation de la première couronne comprennent des premier et deuxième solénoïdes, le premier solénoïde étant destiné à déplacer la première couronne de sa position de crabotage avec la deuxième couronne à sa position débrayée lorsqu’il est parcouru par un courant électrique et le deuxième solénoïde étant destiné à déplacer la première couronne de sa position débrayée à sa position de crabotage avec la deuxième couronne lorsqu’il est parcouru par un courant électrique. Ce mode de réalisation est avantageux car il permet de contrôler de manière simple et fiable la position de la première couronne. On comprend que pour réaliser le déplacement de la première couronne, il est préférable qu’un seul des solénoïdes soit parcouru par un courant électrique à un instant donné. Au moins une partie de la première couronne constitue un aimant permanent destiné, en coopération avec le bâti, à déplacer la première couronne en position de crabotage avec la deuxième couronne, le solénoïde étant destiné à déplacer la première couronne de sa position de crabotage avec la deuxième couronne à sa position débrayée lorsqu’il est parcouru par un courant électrique. Dans ce mode de réalisation, l’aimant permanent de la première couronne coopère avec le bâti afin de déplacer la première couronne en position de crabotage avec la deuxième couronne. Autrement dit, l’aimant permanent de la première couronne est attiré par le bâti ce qui permet le déplacement de la première couronne. Pour cela, selon les modes de réalisation, on peut prévoir que le bâti soit au moins en parti réalisé en matériau ferromagnétique, par exemple en fer ou en acier. Cela est avantageux car l’ensemble formant couronne prend ainsi sa configuration de blocage lorsqu’aucun courant ne circule dans le solénoïde, ce qui est le cas la majeure partie du temps lors du freinage de parking. La configuration de blocage de l’ensemble formant couronne est ainsi obtenue automatiquement sans dépense énergétique supplémentaire lorsque le contact du véhicule est interrompu. Les moyens de déplacement en translation de la première couronne comprennent en outre au moins un aimant permanent destiné à déplacer en translation la première couronne en position de crabotage avec la deuxième couronne, le solénoïde étant destiné à déplacer la première couronne en position débrayée lorsqu’il est parcouru par un courant électrique. Dans ce mode de réalisation, l’aimant permanent coopère avec le matériau ferromagnétique de la première couronne afin de déplacer la première couronne en position de crabotage avec la deuxième couronne. Autrement dit, l’aimant permanent attire la première couronne ce qui permet le déplacement de celle-ci en translation. Cela est avantageux car l’ensemble formant couronne prend ainsi sa configuration de blocage lorsqu’aucun courant ne circule dans le solénoïde, ce qui est le cas la majeure partie du temps lors du freinage de parking. La configuration de blocage de l’ensemble formant couronne est ainsi obtenue automatiquement et sans dépense énergétique supplémentaire lorsque le contact du véhicule est interrompu. L’invention a également pour objet un système de freinage pour véhicule comprenant une paire d’éléments de friction destinée à coopérer par friction avec un disque, le système de freinage comportant un dispositif de serrage tel que décrit précédemment agencé pour rapprocher la paire d’éléments de friction en direction de deux faces opposées du disque afin de l’enserrer. L’invention a également pour objet un véhicule comprenant au moins un système de freinage tel que décrit précédemment. Brève description des figures L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : la est une vue schématique de dessus d’un véhicule équipé d’un système de freinage selon l’invention ; la est une vue schématique en coupe d’un système de freinage auquel l’invention peut être appliqué ; la est une vue en coupe d’une partie d’un système de freinage selon l’invention ; la est une vue en coupe d’une partie du système de freinage selon l’invention dans laquelle l’ensemble formant couronne est en configuration de délivrance du mouvement de rotation de sortie ; la est une vue similaire à la dans laquelle l’ensemble formant couronne est en configuration de blocage du mouvement de rotation de sortie ; la est une vue en perspective de l’ensemble formant couronne de la ; la est une vue en perspective de l’ensemble formant couronne de la ; la est une vue en coupe schématique d’une partie d’un dispositif de serrage selon un premier mode de réalisation de l’invention, dans laquelle l’ensemble formant couronne est représenté en configuration de délivrance du mouvement de rotation de sortie (A) ou en configuration de blocage du mouvement de rotation de sortie (B) ; et la est une vue en coupe schématique d’une partie d’un dispositif de serrage selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, dans laquelle l’ensemble formant couronne est représenté en configuration de délivrance du mouvement de rotation de sortie (A) ou en configuration de blocage du mouvement de rotation de sortie (B). la est une vue en coupe schématique d’une partie d’un dispositif de serrage selon un troisième mode de réalisation de l’invention, dans laquelle l’ensemble formant couronne est représenté en configuration de délivrance du mouvement de rotation de sortie (A) ou en configuration de blocage du mouvement de rotation de sortie (B). la est une vue en coupe schématique d’une partie d’un dispositif de serrage selon un quatrième mode de réalisation de l’invention, dans laquelle l’ensemble formant couronne est représenté en configuration de délivrance du mouvement de rotation de sortie (A) ou en configuration de blocage du mouvement de rotation de sortie (B). la est une vue en coupe schématique d’une partie d’un dispositif de serrage selon un cinquième mode de réalisation de l’invention, dans laquelle l’ensemble formant couronne est représenté en configuration de délivrance du mouvement de rotation de sortie (A) ou en configuration de blocage du mouvement de rotation de sortie (B). Dispositif (7) de serrage pour système (2) de freinage destiné à exercer un déplacement relatif entre des éléments (4a, 4b) de friction et comportant un bâti (10) supportant un actionneur (11) électrique destiné à fournir la force de serrage et un mécanisme (17) de réduction de vitesse de rotation couplant un arbre (12) de sortie de l’actionneur (11) électrique à un mécanisme (13) de conversion du mouvement de rotation de l’arbre (12) de sortie en mouvement de translation afin de permettre le mouvement de déplacement relatif entre les éléments (4a, 4b) de friction, dans lequel le mécanisme (17) de réduction de vitesse de rotation comprend un train épicycloïdal comportant : - un pignon planétaire (18) de réception du mouvement de rotation de l’arbre (12) de sortie de l’actionneur (11) électrique, et - un ensemble (19) formant couronne de délivrance du mouvement de rotation de sortie au mécanisme (13) de conversion, caractérisé en ce que le dispositif (7) de serrage comprend des moyens de transformation de l’ensemble (19) formant couronne entre une configuration de délivrance du mouvement de rotation de sortie et une configuration de blocage du mouvement de rotation de sortie. Dispositif (7) de serrage selon la revendication 1, dans lequel l’ensemble (19) formant couronne comprend une première couronne (22) montée sur le bâti (10) de manière à être fixe en rotation et mobile en translation et une deuxième couronne (23) montée sur le bâti (10) de manière à être fixe en translation et mobile en rotation autour de son axe principal, le train épicycloïdal comprenant des satellites (20) engrenant avec le pignon planétaire (18), la première couronne (22) et la deuxième couronne (23). Dispositif (7) de serrage selon la revendication 2, dans lequel les moyens de transformation de l’ensemble formant couronne comprennent des moyens (25) de déplacement en translation de la première couronne (22) entre une position débrayée dans laquelle l’ensemble (19) formant couronne est dans sa configuration de délivrance du mouvement de rotation de sortie et une position de crabotage avec la deuxième couronne (23) dans laquelle l’ensemble (19) formant couronne est dans sa configuration de blocage du mouvement de rotation de sortie. Dispositif (7) de serrage selon la revendication 3, dans lequel la première couronne (22) est réalisée au moins en partie en un matériau ferromagnétique et les moyens (25) de déplacement en translation de la première couronne (22) comprennent au moins un solénoïde (26) destiné à déplacer la première couronne (22) entre sa position débrayée et sa position de crabotage avec la deuxième couronne (23) lorsqu’il est parcouru par un courant électrique. Dispositif (7) de serrage selon la revendication 4, dans lequel les moyens (25) de déplacement en translation de la première couronne (22) comprennent un ressort (27) de rappel élastique de la première couronne (22) vers sa position de crabotage avec la deuxième couronne (23), le solénoïde (26) étant destiné à déplacer la première couronne (22) en translation de sa position crabotage avec la deuxième couronne (23) jusqu’à sa position débrayée lorsqu’il est parcouru par un courant électrique. Dispositif (7) de serrage selon la revendication 4, dans lequel au moins une partie de la première couronne (22) constitue un aimant permanent (32) et le solénoïde (26), en coopération avec l’aimant permanent (32), est destiné à déplacer la première couronne (22) de sa position de crabotage avec la deuxième couronne (23) à sa position débrayée lorsqu’il est parcouru par un courant électrique selon un premier sens et à déplacer la première couronne (22) de sa position débrayée à sa position de crabotage avec la deuxième couronne (23) lorsqu’il est parcouru par un courant électrique selon un deuxième sens opposé au premier sens. Dispositif (7) de serrage selon la revendication 4, dans lequel les moyens (25) de déplacement en translation de la première couronne (22) comprennent des premier et deuxième solénoïdes, le premier solénoïde (26a) étant destiné à déplacer la première couronne (22) de sa position de crabotage avec la deuxième couronne (23) à sa position débrayée lorsqu’il est parcouru par un courant électrique et le deuxième solénoïde (26b) étant destiné à déplacer la première couronne de sa position débrayée à sa position de crabotage avec la deuxième couronne (23) lorsqu’il est parcouru par un courant électrique. Dispositif (7) de serrage selon la revendication 4, dans lequel au moins une partie de la première couronne (22) constitue un aimant permanent (32) destiné, en coopération avec le bâti (10), à déplacer la première couronne (22) en position de crabotage avec la deuxième couronne (23), le solénoïde (26) étant destiné à déplacer la première couronne (22) de sa position de crabotage avec la deuxième couronne (23) à sa position débrayée lorsqu’il est parcouru par un courant électrique. Dispositif (7) de serrage selon la revendication 4, dans lequel les moyens (25) de déplacement en translation de la première couronne (22) comprennent en outre au moins un aimant permanent (33) destiné à déplacer en translation la première couronne (22) en position de crabotage avec la deuxième couronne (23), le solénoïde (26) étant destiné à déplacer la première couronne (22) en position débrayée lorsqu’il est parcouru par un courant électrique. Système (2) de freinage pour véhicule (1) comprenant une paire d’éléments (4a, 4b) de friction destinée à coopérer par friction avec un disque (5), caractérisé en ce qu’il comporte un dispositif (7) de serrage selon l’une quelconque des revendications précédentes agencé pour rapprocher la paire d’éléments (4a, 4b) de friction en direction de deux faces opposées du disque (5) afin de l’enserrer. Véhicule (1) caractérisé en ce qu’il comprend au moins un système (2) de freinage selon la revendication précédente.