INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Sur la , on peut voir un exemple d’une section transversale d’un piston 1010 mis en œuvre dans un tel frein, dans lequel est monté un écrou carré 1022.
C’est par conséquent un but de la présente invention d’offrir un piston pour frein à disque comportant des moyens de blocage en rotation de l’élément susceptible d’être déplacé en translation tout en présentant une masse inférieure à celle d’un piston de type connu.
Le but énoncé ci-dessus est atteint par un piston pour frein un disque comportant un logement configuré pour recevoir une pièce d’un dispositif de transformation du mouvement de rotation, ladite pièce étant destinée à être bloquée en rotation par le piston, ledit logement comportant une cloison latérale munie d’une surface intérieure comportant n faces planes et n faces de liaison, les n faces planes étant destinées à coopérer avec n bords droits d’une surface latérale de la pièce destinée à être bloquée en rotation. Les faces planes définissent des portions de cloison latérale d’épaisseur sensiblement plus grande que celle des portions définies par les faces de liaison.
Les inventeurs se sont rendus compte que la transmission de l’effort entre la pièce destinée à être bloquée en rotation, par exemple un écrou, et le piston pouvait être réalisée par une surface réduite, contrairement aux pistons de l’état de la technique. Ainsi les autres parties du piston ne participant pas à la transmission de l’effort peuvent être sensiblement amincies en comparaison de celles portant les faces d’appui, et ainsi réduire la masse du piston, et donc celle du frein.
Dans un exemple de réalisation, n est égal à deux et les faces planes sont parallèles et diamétralement opposées.
En d’autres termes, on réalise un piston dont la paroi latérale comporte une alternance de portions épaisses et de portions minces, les portions épaisses assurant la transmission de l’effort entre l’écrou et le piston.
La pièce destinée à être bloquée en rotation est par exemple un écrou comportant une collerette dont la forme coopère avec la forme intérieure du logement du piston de sorte à solidariser en rotation l’écrou et le piston.
La présente invention a alors pour objet un piston pour frein à disque comportant un logement configuré pour recevoir au moins une pièce d’un dispositif de transformation d’un mouvement de rotation en un mouvement de translation, ledit logement comportant une paroi latérale, la surface intérieure de la paroi latérale comportant n faces d’appui planes et n faces de liaison entre les faces d’appui planes, chacune des faces d’appui planes étant destinée à coopérer avec un bord droit d’une face latérale de ladite une pièce, les faces d’appui planes délimitant avec la surface extérieure de la paroi latérale des portions de première épaisseur moyenne e1 et les faces de liaison délimitant avec la surface extérieure de la paroi latérale des portions d’une deuxième épaisseur moyenne e2, la deuxième épaisseur moyenne e2 étant sensiblement plus faible que la première épaisseur moyenne e1.
Le piston 10 comporte un logement 14 délimité à une extrémité longitudinale par le fond 12 et latéralement par une paroi latérale 16. Le piston 10 a une forme cylindrique à section circulaire.
Le piston 10 et l’alésage 8 délimitent une chambre hydraulique 9 destinée à être alimentée en liquide de frein pour l’actionnement du frein en freinage de service. Un joint, par exemple un joint carré, est monté dans la paroi de l’alésage et en contact avec la face extérieure de la paroi latérale du piston, assurant l’étanchéité de la chambre hydraulique. De manière connue, l'alimentation de la chambre 9 en fluide hydraulique sous pression produit un fonctionnement hydraulique du frein par poussée axiale vers l'avant du piston 10 par rapport au logement de l’étrier 2.
Le frein à disque comporte également un groupe motoréducteur MG monté sur le corps de l’étrier sur la face arrière du fond 11 de l’alésage 8, et destiné à actionner le frein pour assurer la fonction frein de parking.
Le groupe motoréducteur MG comporte un moteur électrique M et un réducteur R.
Le frein comporte également un bloc vis-écrou 18 destiné à assurer le déplacement du piston 10 pour la fonction frein de parking.
Le bloc vis-écrou comporte une vis 20 et un écrou 22 vissé sur la vis.
La vis 20 comporte une portion longitudinale arrière 20.1 montée dans un perçage traversant 23 réalisé dans le fond 11 de l’alésage et coaxial à l’axe X. Cette première portion longitudinale 20.1 est en prise avec le réducteur R, permettant à la vis 20 d’être mise en rotation sous l’action de groupe motoréducteur MG. Dans l’exemple représenté, elle comporte une cavité hexagonale et l’arbre de sortie du motoréducteur comporte une section hexagonale.
La vis 20 comporte une extrémité longitudinale avant 20.2 filetée coopérant avec un taraudage de l’écrou 22.
De manière avantageuse la vis 20 comporte, dans une zone intermédiaire entre la partie longitudinale avant 20.2 et la partie longitudinale arrière 20.1, une collerette de butée 20.3 présentant une face latérale inclinée coopérant avec l’extrémité libre de la paroi du piston.
L’écrou 22 comporte un corps de forme tubulaire traversé par un alésage 22.1 taraudé. Le corps est délimité longitudinalement par une première extrémité arrière 22.2 et par une deuxième extrémité avant 22.3 formée par une tête de forme sensiblement hémisphérique.
La tête 22.3 est destinée à venir en contact avec le fond 12 du logement 14 du piston 10 pour déplacer axialement le piston. La tête 22.3 porte une surface de poussée conformée pour coopérer avec le fond du logement.
La tête comporte également une collerette 24 s’étendant radialement à partir de la base de la tête 22.3. La section transversale de la collerette est destinée à coopérer avec la surface intérieure 25 de la paroi latérale 16 du logement 14.
La coopération entre la collerette 24 et la surface intérieure 25 de la paroi latérale 16 de la paroi 14 du piston assure, d’une part, un coulissement de l’écrou 22 dans le piston 10 le long de l’axe X, et d’autre part un blocage en rotation de l’écrou 22 dans le piston 10. Ainsi, lorsque la vis 20 est entraînée en rotation par le groupe motoréducteur, l’écrou 22 se déplace en translation le long de l’axe longitudinal X.
L’avant et l’arrière sont à considérer dans le sens de déplacement du piston 10 lors d’une application d’un freinage lors de laquelle le piston 10 sort de l’alésage 8.
Selon l’invention, la surface intérieure 25 de la paroi latérale 16 du piston 10 est configurée, d’une part pour supporter le couple appliqué par l’écrou au piston du fait de la rotation de la vis, et d’autre part pour réduire la masse du piston par rapport aux pistons de l’état de la technique.
Sur la , on peut voir une vue du fond d’un piston selon un exemple réalisation.
On cherche ainsi à réduire autant que possible les capacités parasites induites par le transformateur.
Par ailleurs, les transistors à semi-conducteurs grands gaps sont aussi très sensibles aux effets des éléments parasites (capacité parasite entre les côtés primaire et secondaire du circuit de commande, inductance parasite entre le circuit de commande et le transistor de puissance, etc.), avec des effets sur le nombre de commutations qu’ils sont capables de supporter (vieillissement), ainsi que des perturbations du signal de commande du transistor de puissance. Or, les transistors à semi-conducteur à grand gap sont particulièrement adaptés pour l’électronique de puissance, en raison notamment, de leur capacité à réduire les pertes de puissance et supporter des tensions d’alimentation DC plus élevées, de leur rendement plus élevé participant d’une contrainte moins forte en termes de besoin de dissipation thermique et donc d’un encombrement et d’une masse réduits.
Pour ces raisons, on a été amené à des considérations additionnelles de protection des transistors à grand gap vis-à-vis des effets de ces éléments parasites, et de surveillance de leur état de santé dans le but d'anticiper la survenue d'une panne.
Ainsi, alors que les circuits de commande rapprochée conventionnels avaient pour fonction principale de transmettre les ordres de commutation à travers l'isolation galvanique pour les appliquer aux composants de puissance, la tendance actuelle est à des circuits de commande rapprochée dits intelligents, assurant des fonctions additionnelles, et notamment intégrant un système d’échanges de données entre le côté primaire et secondaire, dans le but de permettre une maintenance prédictive des transistors de puissance, comme par exemple décrit dans la publication “A bidirectional communicating power supply circuit for smart Gate Driver boards” de J. Weckbrodt et al., IEEE Power Electronics Regular Paper/Letter/Correspondence . Comme données échangées par ce canal bidirectionnel on peut citer notamment l’ordre de commande d’un circuit de mesure du courant de fuite de grille, les données de mesures de tension du transistor de puissance, notamment la tension de grille source. Tout ceci impose d’assurer également une isolation galvanique associée à cette fonction d’échanges de données entre les parties primaire et secondaire.
Des solutions proposent d’intégrer des étages d’isolation galvanique supplémentaires afin de protéger ces communications de données, ce qui a pour conséquence d’ajouter des capacités parasites non souhaitées.
D’autres solutions utilisent des communications de données par fibre optique coûteuses et volumineuses.
Enfin, d’autres solutions comme celle décrite dans la publication précitée “A bidirectional communicating power supply circuit for smart Gate Driver boards” de J. Weckbrodt et al., IEEE Power Electronics Regular Paper/Letter/Correspondence , consistent à modifier les signaux de contrôle des commutateurs alimentant les bobinages du transformateur.
Aucune de ces solutions n’apparait totalement satisfaisante et, en particulier, aucune ne permet à la fois de supporter de fortes variations dV/dt de potentiel entre coté primaire et secondaire du circuit de commande rapprochée, de fournir la puissance nécessaire pour piloter les composants (transistors) de puissance, et d’assurer un débit de transmission de données satisfaisant entre les côtés primaire et secondaire.
Au vu de ce qui précède, la présente invention a pour but de proposer un système d’alimentation d’un circuit de commande de composants semi-conducteurs de puissance évitant les problèmes CEM tout en permettant une communication de données entre les côtés primaire et secondaire du circuit de commande rapprochée avec un débit satisfaisant sans ajouter d'étage d’isolation galvanique supplémentaire.
L’invention a donc pour objet un système d’alimentation d’un circuit de commande rapprochée de composants électroniques de puissance, comprenant un transformateur équipé d’au moins une paire d’écrans électrostatiques.
Le système d’alimentation est configuré de telle sorte que, dans un premier mode de fonctionnement, ladite au moins une paire d’écrans électrostatiques est configurée en moyen d’échange de données par couplage capacitif, et que, dans un deuxième mode de fonctionnement, ladite au moins une paire d’écrans électrostatiques est configurée en moyen de redirection du courant de mode commun apte à rediriger un courant circulant dans chaque écran électrostatique vers une masse électrique respective.
Avantageusement, le transformateur forme une isolation galvanique pour le transfert d’énergie d’alimentation du circuit de commande rapprochée.
De manière préférentielle, le transformateur comprend une bobine primaire et une bobine secondaire, chaque paire d’écrans électrostatiques étant disposée entre les bobines primaire et secondaire et comprenant un écran primaire disposé au voisinage de la bobine primaire et un écran secondaire disposé au voisinage de la bobine secondaire et en regard dudit écran primaire, l’écran primaire étant relié à un premier module d’émission et de réception de données et l’écran secondaire étant relié à un deuxième module d’émission et de réception de données.
Avantageusement, chaque écran électrostatique primaire est relié à une masse du côté primaire et chaque écran électrostatique secondaire est relié à une masse du côté secondaire par un commutateur respectif commandé par un système de contrôle des commutateurs.
De manière préférentielle, dans le deuxième mode de fonctionnement, chacun des commutateurs associés à chaque écran primaire est commandé à l’état fermé par le système de contrôle des commutateurs.
De manière préférentielle, dans le premier mode de fonctionnement, pour chaque paire d’écrans électrostatiques, l’écran électrostatique primaire est couplé capacitivement à l’écran électrostatique secondaire correspondant, chaque commutateur étant commandé dans l’état ouvert par le système de contrôle de commutateurs.
De manière préférée, la première épaisseur moyenne e1 est comprise entre 5 mm et 12 mm et la deuxième épaisseur moyenne e2 est comprise entre 2,5 mm et 5 mm.
Dans un exemple de réalisation, n est égal à 2 et les faces d’appui planes sont parallèles entre elles et diamétralement opposées.
Avantageusement, les faces d’appui planes sont raccordées aux zones de liaison par des portions concaves.
Un autre objet de la présente demande est un frein à disque comportant un étrier, au moins un piston selon l’invention monté coulissant dans l’étrier et immobilisé en rotation dans ledit étrier, au moins une plaquette de frein destinée à être déplacée par le piston et à venir en contact avec un disque de frein, au moins un motoréducteur, un dispositif de transformation du mouvement de rotation d’un axe de sortie du motoréducteur en mouvement de translation susceptible d’être appliqué par le piston à la plaquette de frein, le dispositif de transformation comportant une pièce tournante bloquée en translation et une pièce bloquée en rotation et susceptible d’être déplacée en translation, ladite pièce tournante et ladite pièce bloquée en rotation étant reçues dans le logement du piston et la pièce bloquée en rotation comportant au moins un bord droit configuré pour coopérer avec une face d’appui plane de la paroi latérale du logement du piston.
Par exemple, ladite pièce tournante est une vis et la pièce bloquée en rotation est un écrou, l’écrou coopérant avec la vis.
L’écrou peut comporter une collerette comportant ledit au moins un bord droit. Dans un exemple de réalisation, la collerette de l’écrou comporte quatre bords droits.
Dans un exemple de réalisation, le logement du piston délimite avec l’étrier une chambre hydraulique destinée à être connectée à une source hydraulique sous pression pour le freinage de service et dans lequel le motoréducteur forme un frein de parking.
Dans un exemple avantageux, le frein à disque comporte deux plaquettes de frein et l’étrier est du type flottant.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES La description qui va suivre sera mieux comprise à l’aide des dessins en annexes sur lesquels : est une vue en coupe longitudinale d’un exemple de frein à disque comportant un piston selon l’invention, est une vue de face de l’extrémité ouverte d’un piston de frein de l’état de la technique dans laquelle est logé un écrou, est une vue de face de l’extrémité ouverte d’un piston de frein selon un exemple de réalisation, est une vue en perspective d’un piston de frein selon une variante de réalisation de la , est une vue de face de l’extrémité ouverte du piston de la , est une vue de face de l’extrémité ouverte d’un piston de frein selon un autre exemple de réalisation, est une vue de face de l’extrémité ouverte d’un piston de frein selon un exemple de réalisation, est une vue de face de l’extrémité ouverte d’un piston de frein selon un autre exemple de réalisation.
DESCRIPTION DETAILLES DE MODES DE REALISATION Sur la , on peut voir une vue en coupe longitudinale d’un exemple de frein à disque auquel s’applique la présente invention.
Dans cet exemple, le frein à disque est un frein à étrier flottant. Le frein à disque comporte un étrier 2 comprenant un corps 4 et un nez d’étrier 6 relié au corps par une voûte 7. La voûte est destinée à chevaucher le disque de frein.
Le frein comporte également deux plaquettes de frein P1, P2 disposées dans l’espace délimité entre le corps et le nez d’étrier. La plaquette de frein P1 est dite « plaquette intérieure » et est disposée du côté du corps de l’étrier, et la plaquette P2 est dite « plaquette extérieure » et est disposée du côté du nez d’étrier.
Le corps 4 comporte un alésage 8 débouchant en regard du nez d’étrier. L’alésage 8 loge un piston 10 destiné à venir en contact avec la plaquette intérieure P1. L’autre extrémité de l’alésage est obturée par un fond 11.
L’alésage s’étend le long d’un axe longitudinal X, et le piston 10 est monté coulissant dans l’alésage 8 le long de l’axe X.
Le piston 10 est de forme tubulaire et comporte une première extrémité longitudinale fermée par un fond 12 destiné à venir en contact avec la plaquette intérieure P1, et désigné « nez de piston », et une deuxième extrémité longitudinale ouverte vers le fond 11 de l’alésage 8.
Le piston est bloqué en rotation autour de l’axe longitudinal X par coopération entre le nez de piston et la plaquette intérieure P1.
Selon un exemple, le système de commande comprend une mémoire associée à un processeur configuré pour la mise en œuvre des étapes du procédé selon le premier aspect de la présente divulgation.
Le système de commande peut avoir des fonctionnalités qui correspondent aux opérations du procédé selon le premier aspect de la divulgation. En particulier, les différents modes de réalisation mentionnés ci-avant en relation avec le procédé selon le premier aspect de la divulgation ainsi que les avantages associés peuvent s’appliquer de façon analogue au système de commande selon le quatrième aspect de l’invention.
Les caractéristiques et avantages de la divulgation apparaitront plus précisément à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux figures annexées. Notamment, les exemples illustrés dans les figures peuvent être combinés entre eux, sauf incohérence notoire.
Brève description des figures D’autres caractéristiques et avantages de la présente divulgation ressortiront de la description des exemples de réalisation non limitatifs de la présente divulgation ci-après, en référence aux figures 1 à 12 annexées, sur lesquelles :
illustre schématiquement les conséquences, sur un exemple d’image ultrasonore, de bruit électrique perturbant les signaux électriques acheminés au travers de liaisons électriques, selon un exemple particulier ;
montre un dessin schématique d'un système de pilotage d’un dispositif émetteur et/ou récepteur d’ondes, selon des exemples de réalisation de la présente divulgation ;
montre un dessin schématique d'un système d'imagerie ultrasonore selon des exemples de réalisation de la présente divulgation ;
montre un dessin schématique d’un système de pilotage d’un dispositif transducteur ultrasonore selon des exemples de réalisation de la présente divulgation ;
illustre schématiquement la permutation de canal dans le système de la , selon des exemples de réalisation de la présente divulgation ;
illustre schématiquement les signaux électriques transmis dans les canaux du système de la selon des exemples de réalisation de la présente divulgation ;
montre un dessin schématique d’un système de pilotage d’un dispositif transducteur ultrasonore selon des exemples de la présente divulgation ;
est un diagramme illustrant schématiquement un procédé de pilotage selon des exemples de réalisation de la présente divulgation ;
est un diagramme temporel illustrant schématiquement des permutations de canal selon des exemples de réalisation de la présente divulgation ;
montre un dessin schématique d’un système de pilotage d’un dispositif transducteur ultrasonore selon des exemples de réalisation de la présente divulgation.
Dans l’exemple représenté, les deuxième et troisième couches structurées 324, 327 présentent une épaisseur sensiblement constante.
Les longueurs, et les largeurs, des quatrièmes et sixièmes portions 326, 329 en le deuxième matériau diélectrique sont de l’ordre de quelques dizaines de nanomètres à quelques centaines de nanomètres (filtres nanostructurés). Par exemple, les quatrièmes et sixièmes portions 326, 329 présentent chacune une section sensiblement carrée de côté compris entre 50 et 150 nm, par exemple égal à environ 60 nm. Le pas entre deux de ces nanostructures est par exemple compris entre 200 et 300 nm pour un filtre optique centré dans le visible ou le proche infra-rouge (par exemple longueurs d’onde entre 600 et 950 nm). Par exemple, le volume du premier matériau diélectrique dans chacune des deuxième et troisième couches structurées 324, 327 représente environ 91% du volume total et le volume du deuxième matériau diélectrique représente environ 9% du volume total.
La représente schématiquement, par une vue en coupe, un dispositif électronique 400 selon un mode de réalisation. Le dispositif électronique 400 est un dispositif optoélectronique comprenant une structure de filtres, similaires à la structure de filtres interférentiels 302 de la , assemblée à un substrat 401.
Par exemple, la structure de filtres interférentiels 302 de la est détachée de son substrat 311, puis montée au niveau d’une face supérieure 401A du substrat 401. De préférence, la face supérieure 401A du substrat 401 est plane, par exemple présente une planéité de l’ordre d'une centaine de nanomètres à l'échelle d'un substrat (wafer) de 300 mm.
En variante, la structure de filtres interférentiels 302 de la est réalisée directement sur le substrat 401, qui correspond alors au substrat 311.
Le substrat 401 correspond à un capteur optique comprenant plusieurs photodétecteurs 430, par exemple plusieurs photodiodes.
Le substrat 401 comprend une couche 410, par exemple en silicium, ainsi que des composants électroniques, par exemple des transistors, des photodiodes, et/ou des condensateurs, à une face supérieure 410A de la couche 410, et une structure d’interconnexion 420 au-dessus de cette face supérieure.
La structure d’interconnexion 420 représentée comprend une couche diélectrique 421 dans laquelle sont formés plusieurs niveaux métalliques reliés entre eux (Metal 1, Metal 2, Metal 3), par exemple en cuivre, chaque niveau métallique comprenant un réseau de pistes électriques 422 isolées par des couches isolantes 423. On a représenté en outre un quatrième niveau de métallisation 424 (Metal 4), par exemple en aluminium (Al), comprenant une connexion vers l'extérieur de type "pad" ou plot de contact, ainsi que des couches de passivation 440 au-dessus de la structure d’interconnexion 420. D’autres structures d’interconnexion peuvent être envisagées.
Chaque filtre interférentiel 302 est situé sensiblement au droit d’un photodétecteur 430, par exemple d’une photodiode.
Dans l’exemple représenté, les couches isolantes 423 ne s'étendent pas au-dessus des photodétecteurs, par exemple pour obtenir de meilleures propriétés optiques. Dans d’autres exemples, notamment pour un filtre à une longueur d’onde, tout ou partie des couches isolantes et/ou de la couche de passivation peuvent s’étendre entre le filtre et le photodétecteur, de préférence selon des épaisseurs définies, par exemple pour augmenter la transmission de la lumière à la longueur d’onde du filtre.
Selon un exemple de fabrication, une fois les niveaux métalliques formés sur la couche 410, on réalise une planarisation du substrat 401 de manière à avoir une surface supérieure 401A plane. La structure de filtres interférentiels 302 est fabriquée par un procédé d’assemblage selon un mode de réalisation, soit directement sur le substrat 401 aplani, soit sur un substrat de fabrication qui est ensuite supprimé puis la structure de filtres 302 reportée sur le substrat 401 aplani. Ensuite, on réalise un dépôt de couches de passivation 440 sur l’ensemble substrat/structure, que l’on vient ensuite ouvrir au-dessus de la structure de filtres 302 et au-dessus du plot de contact 424 (metal 4).