Brevet FR3132549A1 — publié le 20230811

L’invention concerne un dispositif de serrage (6) pour système de freinage (2) destiné à exercer un déplacement relatif entre des éléments (4A, 4B) de friction et comportant un ensemble (7) portant : - un organe d’application de force de serrage (9) à au moins un des éléments (4A, 4B) de friction, et - des moyens électromécaniques (11) de déplacement de l’organe d’application de force de serrage (9). Le dispositif de serrage (6) comprend des moyens d’amortissement (25, 26) de vibrations agencés autour d’au moins un organe tournant (15, 20) des moyens électromécaniques (11), entre cet organe tournant (15, 20) et une partie fixe (10, 16) de l’ensemble (7). Figure pour l’abrégé : figure 4 Dispositif de serrage pour système de freinage L’invention se rapporte au domaine des systèmes de freinage pour véhicule, plus particulièrement des systèmes de freinage de type électromécanique. Un système de freinage de type à disque, notamment pour véhicule automobile, comporte en général des moyens mécaniques de serrage comprenant notamment des éléments de friction, tels que des plaquettes de frein, et un dispositif de serrage destiné à exercer un déplacement relatif entre ces éléments de friction. Ce dispositif de serrage comprend un ensemble à étrier muni d’un étrier, fixe ou flottant, qui porte au moins un organe d’application de force de serrage à au moins un des éléments de friction. Cet organe d’application de force de serrage est destiné à serrer cet élément de friction contre un disque solidaire d’une roue du véhicule, pour freiner la roue. La commande de l’organe d’application de force, encore appelé piston, peut être réalisée par des moyens hydrauliques ou électromécaniques. Dans le cas d’une commande de l’organe d’application de force par des moyens électromécaniques, l’ensemble à étrier comprend des moyens électromécaniques de déplacement de l’organe d’application de force de serrage comportant au moins un actionneur électrique, tel qu’un moteur électrique, muni d’un arbre rotatif. Un mécanisme de conversion de mouvement, comprenant habituellement un train d’engrenages et un système de vis sans fin, converti le mouvement de rotation de l’arbre de l’actionneur électrique en mouvement de translation de l’élément de friction. Habituellement, l’ensemble à étrier comprend un corps, solidaire de l’étrier, qui forme un logement pour le mécanisme de conversion de mouvement. L’actionneur électrique est agencé dans un boîtier solidaire de ce corps. On constate que ce type de système de freinage produit des bruits d’origines solidienne et aérienne qui se propagent dans le véhicule notamment à travers des parties fixes (c’est-à-dire solidaires de l’étrier) de l’ensemble à étrier, en particulier à travers le corps dans lequel est logé le mécanisme de conversion de mouvement et à travers le boîtier dans lequel est logé l’actionneur électrique. En effet, d’une part, le train d’engrenage du mécanisme de conversion génère des bruits solidiens dus à la vibration des pièces mécaniques en mouvement et aux chocs et/ou frottements entre ces pièces. De manière générale, plus le ratio de conversion est important, plus l’intensité des bruits est élevée. D’autre part, le moteur électrique génère des bruits aériens de sifflement dus à la déformation micrométrique du rotor sous l’effet de l’excitation créée par le champ magnétique. Ces bruits de sifflement se propagent notamment dans des espaces vides à l’intérieur du système de freinage. Les bruits générés par ces systèmes de freinage sont relativement plus faibles que ceux générés par un moteur thermique de véhicule automobile, si bien que leur nuisance relative peut généralement être négligée dans un véhicule à moteur thermique. Par contre, un moteur électrique destiné à propulser un véhicule automobile génère beaucoup moins de bruit qu’un moteur thermique. Par conséquent, la nuisance relative des bruits générés par des systèmes de freinage à commande électromécanique ne peut pas être négligée dans un véhicule propulsé par un moteur électrique. L'invention a notamment pour but de limiter les nuisances sonores mentionnées ci-dessus à propos d’un système de freinage à commande électromécanique, en proposant un dispositif de serrage pour un système de freinage qui est plus silencieux. A 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 ensemble portant : - un organe d’application de force de serrage à au moins un des éléments de friction, et - des moyens électromécaniques de déplacement de l’organe d’application de force de serrage, le dispositif de serrage comprenant en outre des moyens d’amortissement de vibrations agencés autour d’au moins un organe tournant des moyens électromécaniques, entre cet organe tournant et une partie fixe de l’ensemble. Les moyens d’amortissement permettent ainsi de limiter, voire d’empêcher, que des bruits d’origines solidienne et/ou aérienne produits par l’organe tournant des moyens électromécaniques se propagent dans le véhicule à travers des parties fixes d’un ensemble à étrier, par exemple à travers un corps dans lequel est logé un mécanisme de conversion de mouvement des moyens électromécaniques et à travers un boîtier dans lequel est logé un actionneur électrique des moyens électromécaniques. L'invention s'applique à tout type de système de freinage, notamment ceux destinés à équiper des véhicules à moteur de type tourisme, SUV (« Sport Utility Vehicles »), deux roues (notamment motos), avions, véhicules industriels choisis parmi camionnettes, « Poids - lourds » - c'est-à-dire métro, bus, engins de transport routier (camions, tracteurs, remorques), véhicules hors-la-route tels qu'engins agricoles ou de génie civil -, ou autres véhicules de transport ou de manutention. L’invention s’applique également aux véhicules non motorisés comme notamment une remorque, une semi-remorque ou une caravane. Suivant d’autres caractéristiques optionnelles du dispositif de serrage prises seules ou en combinaison : - Les moyens électromécaniques comprennent un moteur électrique comprenant un stator et un rotor, les moyens d’amortissement étant agencés entre le rotor et une paroi entourant ce rotor d’un boîtier dans lequel est agencé le moteur électrique. Ainsi, dans le cas de bruits générés par la déformation micrométrique du rotor sous l’effet de l’excitation du champ magnétique, les moyens d’amortissement permettent d’isoler le moteur de son boîtier et d’atténuer ainsi l’amplitude des ondes acoustiques se propageant dans l’espace autour du rotor. On comprend que le boîtier dans lequel est agencé le moteur électrique fait partie de l’ensemble du dispositif de serrage lequel comprend habituellement un étrier, par exemple un étrier flottant déplaçable par rapport à une chape, et des moyens de couplage du moteur électrique avec l’organe d’application de force de serrage. Le boîtier, fixé sur l’étrier, est également déplaçable en translation par rapport à la chape, conjointement avec l’étrier. Ce boîtier constitue une partie fixe de l’ensemble du dispositif de serrage au sens de la présente invention, notamment parce qu’il n’est pas lié aux mouvements transmis entre le moteur et l’organe d’application de force. Le rotor faisant partie des moyens électromécaniques constitue un organe tournant susceptible de générer du bruit et comporte, par exemple une cage tournante dans laquelle sont agencés des organes électromagnétiques configurés pour être couplés électromagnétiquement à des organes électromagnétiques complémentaires portés par le stator du moteur électrique. Les organes électromagnétiques comprennent par exemple des aimants et/ou des enroulements. - Les moyens d’amortissement comprennent une garniture d’amortissement de vibrations se propageant par voie aérienne logée dans au moins une cartouche ajourée pour le passage des vibrations aériennes. La garniture permet que les bruits provenant du moteur soient absorbés en traversant la cartouche. La cartouche ajourée présente des ouvertures qui facilitent le passage des bruits dans la garniture. On comprend que la cartouche portant la garniture est espacée du rotor d’un jeu minimum, par exemple de 0,5 mm, pour permettre la rotation du rotor autour du stator. - La garniture comprend au moins un matériau choisi parmi la paille de fer ou d’aluminium, des fibres de polymère et de la laine de roche. - Les moyens d’amortissement comprennent au moins deux cartouches, les deux garnitures logées respectivement dans ces deux cartouches étant dans des matériaux différents. Ceci permet de proposer une solution d’amortissement en utilisant plusieurs types de garnitures de matériaux et/ou de densités différents dans un même dispositif de serrage, la variété des matériaux pouvant ainsi être adaptée à la variation des bruits provenant du moteur. - Les moyens électromécaniques comprennent un train d’engrenages comprenant au moins un organe denté tournant, les moyens d’amortissement étant agencés entre deux surfaces coaxiales fixes de l’ensemble de façon à délimiter entre ces surfaces des espaces dégagés. Ainsi, pour atténuer les bruits générés par le train d’engrenages, les moyens d’amortissement assurent une étanchéité axiale et radiale entre les deux surfaces coaxiales fixes de l’ensemble. Le train d’engrenages comporte par exemple un train épicycloïdal comprenant un pignon central couplé au moteur (aussi appelé « planète »), une couronne mobile formant un organe denté tournant susceptible de générer du bruit, et des pignons (aussi appelés « satellites ») s’engrenant avec le pignon central et la couronne mobile. Dans ce cas de figure, les moyens d’amortissement permettent d’isoler la couronne mobile ainsi que l’ensemble du train d’engrenages du reste du dispositif de serrage et de réduire ainsi les bruits provenant de l’organe denté tournant. - Les moyens d’amortissement comprennent un manchon déformable élastiquement au moins radialement intercalé entre deux surfaces coaxiales fixes de l’ensemble de façon à amortir les vibrations solidiennes se propageant entre ces surfaces coaxiales fixes. Le manchon étant en contact avec deux surfaces coaxiales fixes, les vibrations passant d’une surface à l’autre changent de fréquence en passant à travers le manchon déformable élastiquement et sont ainsi amorties. De plus, cette solution requiert un nombre de pièces réduit et un assemblage simple ce qui permet de réaliser le dispositif de serrage à faible coût. Les espaces dégagés peuvent être formés de différentes façon. Il est notamment possible d’envisager des creux annulaires ou des bourrelets sur les surfaces externe et interne du manchon pour que chaque surface présente des zones de contact espacées par des zones de vide. Il est également possible de prévoir des alvéoles dans la masse du manchon. Les zones de contact espacées ou les alvéoles ont pour effet de créer un déplacement élastique ce qui permet d’amortir davantage les vibrations. De façon alternative, le dispositif de serrage peut comprendre une pluralité de manchons formant des joints toriques qui sont reliés les uns aux autres ; - Les deux surfaces coaxiales fixes de l’ensemble délimitent respectivement une couronne dentée fixe et un corps solidaire d’un étrier portant l’organe d’application de force de serrage. On comprend que la couronne dentée fixe entoure l’organe denté tournant avec lequel, par exemple, elle engrène. - Les moyens d’amortissement comprennent un matériau élastomère ou un matériau plastomère ou d’un mélange des deux. - Les moyens d’amortissement sont dans un état comprimé entre les deux surfaces coaxiales fixes, lorsque le dispositif de serrage est en fonctionnement, pour un meilleur amortissement de vibrations et une meilleure réduction de bruits solidiens. L’invention a également pour objet un système de freinage pour véhicule comportant deux éléments de friction destinés à coopérer par friction avec un disque, ce système de freinage comportant au moins un dispositif de serrage tel que défini précédemment pour serrer les deux éléments de friction respectivement vers deux faces opposées du disque. L’invention a encore pour objet un véhicule comprenant un système de freinage tel que défini 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 et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : la est une vue schématique de dessus d’un véhicule dans lequel un système de freinage selon l’invention est monté ; la est une vue schématique d’un système de freinage auquel l’invention peut être appliquée ; la est une vue en perspective d’un dispositif de serrage selon l’invention ; la est une vue en coupe selon le plan IV-IV de la ; la est une vue en perspective éclatée d’une partie du dispositif de serrage de la ; la est une vue de détail de la coupe selon le plan IV-IV de la . Dispositif de serrage (6) pour système de freinage (2) destiné à exercer un déplacement relatif entre des éléments (4A, 4B) de friction et comportant un ensemble (7) portant : - un organe d’application de force de serrage (9) à au moins un des éléments (4A, 4B) de friction, et - des moyens électromécaniques (11) de déplacement de l’organe d’application de force de serrage (9), caractérisé en ce qu’il comprend des moyens d’amortissement (25, 26) de vibrations agencés autour d’au moins un organe tournant (15, 20) des moyens électromécaniques (11), entre cet organe tournant (15, 20) et une partie fixe (10, 16) de l’ensemble (7). Dispositif de serrage selon la revendication 1, dans lequel les moyens électromécaniques (11) comprennent un moteur électrique (13) comprenant un stator (14) et un rotor (15), les moyens d’amortissement (25) étant agencés entre le rotor (15) et une paroi entourant ce rotor (15) d’un boîtier (16) dans lequel est agencé le moteur électrique (13). Dispositif de serrage selon la revendication précédente, dans lequel les moyens d’amortissement (25) comprennent une garniture (27) d’amortissement de vibrations se propageant par voie aérienne logée dans au moins une cartouche (28) ajourée pour le passage des vibrations aériennes. Dispositif de serrage selon la revendication précédente, dans lequel la garniture (27) comprend au moins un matériau choisi parmi de la paille de fer ou d’aluminium, des fibres de polymère et de la laine de roche. Dispositif de serrage selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel les moyens d’amortissement (25) comprennent au moins deux cartouches (28), les deux garnitures (27) logées respectivement dans ces deux cartouches (28) étant dans des matériaux différents. Dispositif de serrage selon la revendication 1, dans lequel les moyens électromécaniques (11) comprennent un train d’engrenages (19) comprenant au moins un organe denté (20) tournant, les moyens d’amortissement (26) étant agencés entre deux surfaces coaxiales fixes de l’ensemble (7) de façon à délimiter entre ces surfaces des espaces dégagés. Dispositif de serrage selon la revendication précédente, dans lequel les moyens d’amortissement (26) comprennent un manchon (30) déformable élastiquement au moins radialement intercalé entre les deux surfaces coaxiales fixes de l’ensemble (7) de façon amortir les vibrations solidiennes se propageant entre ces surfaces coaxiales fixes. Dispositif de serrage selon la revendication 6 ou 7, dans lequel les deux surfaces coaxiales fixes de l’ensemble délimitent respectivement une couronne dentée fixe (21) et un corps (10) solidaire d’un étrier (8) portant l’organe d’application de force de serrage (9). Dispositif de serrage selon l’une quelconque des revendications 6 à 8, dans lequel les moyens d’amortissement (26) comprennent un matériau élastomère ou un matériau plastomère ou un mélange des deux. Dispositif de serrage selon l’une quelconque des revendications 6 à 9, dans lequel les moyens d’amortissement (26) sont dans un état comprimé entre les deux surfaces coaxiales fixes. Système de freinage (2) pour véhicule automobile (1) comportant deux d’éléments (4A, 4B) de friction destinés à coopérer par friction avec un disque (5), caractérisé en ce qu’il comporte au moins un dispositif de serrage (6) selon l’une quelconque des revendications précédentes pour serrer les deux éléments (4A, 4B) de friction respectivement vers deux faces opposées du disque (5). Véhicule automobile (1) caractérisé en ce qu’il comprend un système de freinage (2) selon la revendication précédente.