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WO2019101793A1 - Mecanisme d'engrenages pour actionneur de frein a reduction differentielle et procede d'assemblage - Google Patents

Mecanisme d'engrenages pour actionneur de frein a reduction differentielle et procede d'assemblage Download PDF

Info

Publication number
WO2019101793A1
WO2019101793A1 PCT/EP2018/082080 EP2018082080W WO2019101793A1 WO 2019101793 A1 WO2019101793 A1 WO 2019101793A1 EP 2018082080 W EP2018082080 W EP 2018082080W WO 2019101793 A1 WO2019101793 A1 WO 2019101793A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
planet
gear
armature
gear mechanism
shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2018/082080
Other languages
English (en)
Inventor
Philippe Bourlon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Astemo France SAS
Original Assignee
Foundation Brakes France SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Foundation Brakes France SAS filed Critical Foundation Brakes France SAS
Publication of WO2019101793A1 publication Critical patent/WO2019101793A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/08—General details of gearing of gearings with members having orbital motion
    • F16H57/082—Planet carriers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H2057/02039—Gearboxes for particular applications
    • F16H2057/02082—Gearboxes for particular applications for application in vehicles other than propelling, e.g. adjustment of parts

Definitions

  • the present invention relates to a gear mechanism for a differential reduction brake actuator and to a method of assembling said mechanism.
  • the field of the invention is that of automotive braking systems.
  • the invention provides a gear mechanism comprising an inner sun gear, two crowns, several planet gears.
  • the wheel comprises a flange on which is formed an annular groove arranged and configured to receive a guide shaft of each planet pinion so that the guide shafts can roll in the groove in a circular path.
  • the mechanism comprises an annular armature which is arranged and configured to cooperate with each planet gear so as to angularly position them in a regular manner around a common axis of rotation.
  • the parking brake and / or emergency brake function consists in applying and maintaining a tightening of brake pads connected to an integral part of the chassis, on a moving part in rotation which is connected to one or several wheels, typically a disc or a drum.
  • the screw-nut system is actuated by a geared motor.
  • Some gear reduction mechanisms include one or more epicyclic gear trains.
  • An epicyclic train comprises two planetary gear (a first planetary, called inner, and a second sun gear, said outside) and satellites carried by a planet carrier. Each satellite meshes with times with the two planetary which are arranged coaxially. Most often, the outer sun gear is dented internally, and is often called “crown”. In this case, the inner sun wheel is often called simply "the sun gear", without more precision.
  • FR 3,031,154 A1 discloses a reducer which comprises two reduction stages. With reference to FIG. 1, it comprises an upstream reduction stage formed by an upstream planetary gear train with satellites 131 and a fixed ring gear 121. This upstream gear train is driven at the input by its inner sun gear 111, itself driven by a toothed shaft carrying a drive imprint 119. This upstream epicyclic train drives its planet carrier 130 at the output. This upstream planet carrier 130 integrally carries the input sun gear 139 for a second reduction stage known as a double-ring differential epicyclic reduction gear (DPR). .
  • DPR double-ring differential epicyclic reduction gear
  • the second stage comprises an epicyclic gear driven at the input by the sun gear 139, and whose satellites 141 meshing with a fixed ring gear 121, here the same as for the upstream planetary gear train.
  • a common planet carrier 140 also represented by FIGS. 2a and 2b
  • the satellites 141 of the differential gearbox (DPR) drive a mobile ring gear 151.
  • this ring gear 151 On its outer surface, this ring gear 151 carries a thread 152 coaxial with the planetary gear trains, and cooperating with an internal thread 161 of the piston 16 to drive it in translation.
  • the fixed ring gear 121 is common to both epicyclic gear trains, and the differential satellites 141 are common to the two rings 121, 151 of the differential gear, which generally carry a number of teeth different from one to the other.
  • the carrier is generally machined or sintered or molded, metal or plastic.
  • the planet carrier comprises a frame of generally simple tubular shape or approximately and open at its axial ends.
  • the armature of planet carrier 140 is in the form of a tube whose wall thickness is such that the wall encompasses the rotation shaft of each satellite.
  • the planet carrier is machined radially along its circumference so as to produce several windows 149, of substantially rectangular shape, each window being designed to receive a satellite.
  • Each window is delimited longitudinally at each end by a support portion of the rotational support tube for each satellite.
  • a bore is machined on each transverse face of a support portion to receive a rotation shaft of a satellite.
  • the planet carrier constitutes a cage for the satellites.
  • Each support portion forming a transverse flange for each satellite end and the satellites protrude radially from the circumference of the planet carrier.
  • Each guide shaft is crimped into a bore of the planet carrier, each satellite being rotatably mounted on a guide shaft.
  • Each satellite has a longitudinal through bore, which opens on each transverse face and is arranged and configured to receive a guide shaft.
  • An object of the invention is to provide a satellite carrier to facilitate the mounting of satellites on the planet carrier.
  • Another object of the invention is to propose a method of assembling said planet carrier in order to lower its complexity and its cost of manufacture. These objectives are preferably sought by improving or optimizing the lightness, simplicity and / or reliability of operation and manufacturing, original equipment or maintenance or upgrading.
  • the invention proposes a gear mechanism for an epicyclic gear train, in particular with differential reduction, within a differential reduction brake actuator for actuating a parking brake of a motor vehicle, which mechanism includes:
  • At least one so-called inner planet wheel each having a toothing extending radially outwards, and is rotatably mounted about a common axis of rotation of the gear mechanism; one or more planetary wheels, called outer wheels, each producing a ring gear having a toothing extending radially inwards, said wheels being arranged coaxially with and surrounding said inner sun wheel,
  • each pinion comprising one or more first guide shafts; extending on a first transverse face of the pinion.
  • the mechanism comprises at least one guide flange having, on a face opposite said gears, a coaxial annular groove receiving an end of a pinion guide shaft so as to guide them in a circular path around the common axis as they move around said inner sun gear.
  • the gear mechanism comprises at least one annular armature coaxial with the common axis, arranged to cooperate with each planet gear so as to angularly position the planet gears about the common axis of rotation.
  • the gear mechanism is of a type comprising no torque transmission by the rotation of the planet carrier, it is for example a differential-type epicyclic gear train.
  • the invention applies in particular to a differential reduction (or reduction gear) epicyclic gear train, which comprises more planetary wheels on one side than the other: for example an inner planetary gear and two outer planetary wheels, or two inner planetary wheels and an outer planetary wheel.
  • a differential reduction (or reduction gear) epicyclic gear train which comprises more planetary wheels on one side than the other: for example an inner planetary gear and two outer planetary wheels, or two inner planetary wheels and an outer planetary wheel.
  • a differential reduction (or reduction gear) epicyclic gear train which comprises more planetary wheels on one side than the other: for example an inner planetary gear and two outer planetary wheels, or two inner planetary wheels and an outer planetary wheel.
  • a differential reduction (or reduction gear) epicyclic gear train which comprises more planetary wheels on one side than the other: for example an inner planetary gear and two outer planetary wheels, or two inner planetary wheels and an outer planetary wheel.
  • the present description mainly presents only one of the two cases, here with a central sun gear forming an
  • the invention makes it easier to mount the planet gears with respect to the planet wheels and to limit the number of parts. It also makes it possible to limit the mechanical positioning and guiding stresses exerted on the planet gears and in particular on the pinion guide shafts, because of the absence of bores receiving the shafts of the planet gears. In addition it simplifies the manufacturing since there are fewer operations to perform.
  • each planet pinion comprises a second guide shaft on a second transverse face of each pinion.
  • the mechanism comprises a second guide flange which has, on a face opposite said pinion, a second coaxial annular groove arranged to receive the second guide shaft of each pinion, when they are movable relative to said inner sun gear.
  • the second annular groove is arranged to receive one end of the second guide shaft.
  • the second flange is rotatably mounted about the common axis of rotation.
  • the second guide shafts of the planet gears during their movements, roll in the second annular groove.
  • the first guide shafts of the planet gears during their movements, roll in the annular groove.
  • guide shaft end the surface of the guide shaft in contact with an annular groove.
  • Each planet gear comprises at least one guide shaft.
  • the planet gears these are molded so as to make the gears and guide shafts in one piece.
  • the planet gears each have a bore which is coaxial with it, so as to insert a guide shaft by hooping.
  • the bore is made throughout the pinion and a single guide shaft is inserted into the pinion.
  • each pinion have two coaxial bores, whose axis is common with the axis of rotation of the planet pinion, so that two guide shafts are inserted by shrinking in each pinion satellite, each bore being provided to receive a shaft.
  • the annular groove also has the advantage of permitting the guiding of the sprocket guide shafts around their own axes.
  • the first guide flange and the inner sun wheel are made in one piece.
  • the inner sun gear comprises the first guide flange so that it extends radially at least to the outer diameter of the annular groove to receive the planet shaft of the planet gears.
  • the second guide flange is rotatably mounted relative to the inner sun wheel by means of a rotational guide shaft integrally connected to the inner sun wheel.
  • the second guide flange extends radially at least to the outer diameter of the annular groove to receive the second guide shaft of the planet gears.
  • the presence of the annular grooves contributes to the function of planet carriers, by guiding the shafts of the satellites, and makes it possible to limit the number of parts of the gear mechanism.
  • Each guide shaft extends from a transverse face of a satellite pinion.
  • each guide shaft has, between an axial end of the pinion and the distal end of said shaft, a length substantially equal to the depth of the annular groove.
  • One to two coaxial guide shafts can be used per satellite gear.
  • annular reinforcement means a positioning element for positioning the planet gears.
  • the armature has sufficient mechanical characteristics to support the planet gears in static and off load.
  • This frame is for example a lightweight structure, simple and economical, not allowing necessarily to support in dynamics the forces transmitted by the satellites, or which would be transmitted by a planet carrier comprising a torque transmitting member.
  • the at least one annular reinforcement according to the invention makes it possible to support and position, around the common axis of rotation, the planet gears with respect to one another.
  • the armature is arranged and configured to angularly position the satellite wheels in a regular manner around the common axis of rotation.
  • each planet gear comprises a holding shaft.
  • the holding shaft may or may not be part of a guide shaft.
  • the holding shaft may have an outer diameter less than or equal to or greater than the outer diameter of a guide shaft.
  • the annular frame surrounds the holding shaft of each planet pinion so as to form a rotational bearing for said holding shaft, on an incomplete part of its circumference.
  • a guide shaft may also be a holding shaft.
  • the armature is shaped so as to form support portions forming hooks or grooves for receiving the shafts for holding the planet gears, and thus for supporting or retaining the planet gears, during the assembly of the planet gears with respect to the inner planetary wheel and / or outer planet wheels.
  • the armature comprises support portions adapted to respectively receive a shaft for holding the planet gears, each support portion having the general shape of an arc of a circle.
  • the support portion forms for example a semicircle.
  • Each portion opens radially through a passage whose width is smaller than the diameter of the holding shaft that it receives so as to allow insertion by radial clipping of said holding shaft. This opening is for example open towards the inside, but can also open outwards, all on the same side or differently depending on the angular positions.
  • the support portions of the frame are arranged evenly along the frame. Between two support portions, reinforcing portions form arcs of circle connecting two portions of support.
  • the annular armature is arranged and configured to cooperate with one and only one shaft for holding each planet wheel.
  • the annular armature is arranged and configured to exert a mechanical action of radial return towards the outer planetary wheels.
  • the annular armature is arranged and configured to exert a mechanical action of radial return towards the inner sun wheel.
  • the armature is an elastic wire shaped to cooperate with each planet pinion. This feature has the advantage of lowering the cost of manufacturing a gear mechanism.
  • each planet pinion has on its periphery a radial holding groove in which is inserted the frame, and the bottom of which produces a holding shaft which is received by said armature, so that the armature surrounds only part of the circumference of the holding shaft of each planet wheel.
  • the radial groove separates the satellite pinion into two sprocket sections.
  • the radial groove can be made in the middle of the toothing of the satellite gear.
  • said pinion sections have different diameters and modules, for example if the two outer (or inner) planetary wheels have identical teeth, in order to produce an epicyclic gear train of a differential reduction brake actuator for actuation. a parking brake of a motor vehicle.
  • the latter is an annular flange free in rotation, arranged to receive an axial end of a guide shaft so as to surround the circumference of each guide shaft of the planet gears.
  • the armature is for example a pierced flange in the form of a ring, or a wire making a complete turn of the satellite shaft.
  • each planet gear is connected, at a first end, with the frame annular and, at a second end, an annular groove.
  • the satellite pinion is then mounted in the armature for example by longitudinal insertion.
  • the axial length of the satellites is between 2 mm and 50 mm, preferably between 5 and 30 mm, more preferably between 15 and 25 mm, for example equal to 19 mm, or 20 mm or 21 mm.
  • the diameter of the satellites is between 2 mm and 40 mm, preferably between 4 and 30 mm, more preferably between 6 and 20 mm, for example equal to 9 mm, or 10 mm or 11 mm.
  • the planet gears are inserted radially by clipping or with a temporary hold, or by longitudinal insertion.
  • a brake actuator comprising a gear mechanism.
  • FIG. 1 is a view in longitudinal section of a part of a mechanism of a brake actuator, according to the prior art
  • FIGS. 2a and 2b are views of a planet carrier according to the prior art of FIG. 1
  • FIG. 2a is a perspective view of a satellite carrier carrying six satellites
  • FIG. 2b being a view of FIG. broken-away perspective showing half of satellite carriers carrying three satellites
  • FIG. 3 is a cut-away perspective view showing a gear mechanism half according to the invention, when assembled, in an exemplary embodiment
  • FIG. 4 is a front view of a guiding flange according to FIG. 3,
  • FIG. 5 is a kinematic diagram which generically illustrates the operation of an exemplary embodiment of the actuator comprising a gear mechanism according to the invention
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a planet gear mounted in a gear mechanism showing the disposition of an annular armature disposed on a planet gear according to one embodiment
  • FIGURES 7a, 7b and 7c illustrate the main assembly steps of the gear mechanism according to FIGURE 3
  • FIGURE 7a is a front view of an annular armature according to a preferred embodiment
  • FIGURE 7b showing the assembly of the armature according to FIGURE 7a further carrying planet gears seen in cross-section
  • FIGURE 7c showing the assembly of FIGURE 7b between an inner sun wheel and a crown, the satellites cooperating with both the ring gear internally and the toothed wheel placed in the center of the mechanism
  • FIG. 8 is a partial longitudinal sectional view illustrating another exemplary embodiment implementing the invention in the context of a differential single-ring epicyclic gear train and double inner planetary wheels. Description of an exemplary embodiment
  • FIG. 3 illustrates an exemplary embodiment of a gear mechanism 1 intended to be inserted or included in an epicyclic gear train of a differential reduction brake actuator for the actuation of a motor vehicle parking brake.
  • the gear mechanism thus arranged makes it possible in particular to perform the function of planet carrier, in particular of a type without transmission of torque by the planet carrier itself.
  • the gear mechanism comprises a so-called inner or central sun gear 11, having a toothing extending radially outward, and adapted to be rotatably mounted about a common axis of rotation A10.
  • the inner wheel 11 is rotated by an upstream stage of the epicyclic gear train of a brake actuator, for example the upstream stage 11, 30, 12, 31 shown in FIGURE 5.
  • the gear mechanism comprises two rings 12 and 13 toothed internally and arranged coaxially with respect to the inner sun gear 11.
  • the rings 12 and 13 radially surround the toothing of the inner sun gear 11.
  • the two rings make it possible to realize Differential reduction brake actuator as described in the prior art.
  • the gear mechanism comprises a plurality of planet gears 30 arranged and configured to mesh with both the toothing of the inner wheel 11 and the rings 12 and 13 so as to form a gear train.
  • This assembly forms, for example, a portion of a differential reduction epicyclic gear train, for example within a mechanism similar to that of FIG. 1.
  • the gear mechanism and its satellites 30 according to the invention may for example replace the planet carrier 140 and the satellites 141 and at least in part the upstream planet carrier 130 and the planet gear 139 of FIGURE 1.
  • Each planet pinion 30 has two gable sections so as to make two toothings per satellite pinion, each pinion section being arranged and configured to mesh with one or other of the pinions. 12 and 13.
  • the diameters of the two pinion sections of each planet pinion are substantially identical. According to other embodiments not shown, the two sections of each planet pinion may have different diameters and modules to achieve a planetary gear train for a differential reduction brake actuator.
  • each planet pinion 30 has a radial groove 32 between the two tooth sections.
  • each planet pinion 30 comprises a guide shaft 31 extending from each transverse face 30e of said pinion.
  • the guide shaft 31 protrudes from the transverse face 30e.
  • the gear mechanism comprises two guide flanges 15, 17 so that each flange carries and guides in rotation the ends 31e of the guide shafts 31.
  • Each guide flange has, on a opposite face of said planet gears, an annular groove receiving an end 31e of a guide shaft 31 of the gears 30.
  • a first guide flange 15 has an annular groove 16 and a second guide flange 17 has an annular groove 18.
  • the flange 15 and the inner sun gear 11 are formed in one piece, see left side of FIGURES 3 and 5.
  • the flange 17 is rotatably mounted about the common axis of rotation A10, here on a shaft 19 coming from the inner sun gear 11.
  • the flange 17 is rotatably mounted on the same shaft, not represented, that the planet wheel area 11.
  • annular groove 18 made in the guide flange 17 is shown.
  • Each annular groove is made to guide the guide shafts 31 in a circular path around the groove. common axis of rotation A10 during operation of the mechanism.
  • the depth of the grooves is at least equal to the length of the end 31e of a guide shaft, that is to say the length of the guide shaft visible in FIGS. 3 and 6.
  • the gear mechanism comprises an annular armature 40 coaxial with the common axis of rotation A10.
  • the armature 40 is designed to angularly position the planet gears in a regular manner with respect to the inner sun wheel 11 and the crowns 12 and 13 (only the crown 12 is visible in FIG. 7c).
  • the armature is in the form of a ring and is arranged and configured to cooperate with one and only one shaft of each planet pinion 30, see FIGURE 7c.
  • a radial holding groove 32 is formed on the periphery of a planet pinion 30, so that the bottom of said groove forms a holding shaft 33 receiving the annular reinforcement 40.
  • the armature is placed on a guide shaft of each planet pinion, near an axial end of said gears.
  • the annular reinforcement is a wire shaped to cooperate with each planet pinion 30.
  • the armature 40 surrounds only a part of the circumference of each holding shaft 33.
  • the armature surrounds at least half the circumference of each satellite gear.
  • the armature comprises support portions 45 provided for respectively receiving a retaining shaft 33 of the planet gears 30, each support portion 45 having the general shape of a semicircle.
  • Each support portion 45 opens radially through a passage 46 whose width is smaller than the diameter of a holding shaft 33 of a satellite pinion that the support portion receives, so as to allow insertion by radial clipping said pinion satellite.
  • Each support portion 45 has a receiving surface 47 corresponding to the surface of the support portion provided to contact the outer surface of a holding shaft 33 of a satellite. In a plane perpendicular to the axis of rotation A30, the receiving surface 47 has a horseshoe shaped profile so that the bottom of the support portion has the shape of a semicircle. Once a holding shaft 33 is placed in a portion 45, the receiving surface 47 of the support portion surrounds more than half of the circumference of a holding shaft 33 (see FIGURES 7b and 7c). Each support portion 45 is provided to maintain the planet gears relative to each other during the assembly of planet gears between the inner sun gear 11 and the ring gear 12, 13.
  • the passage of the support portions opens radially outwards with respect to the axis of rotation A10 of the planet carrier, so that each planet pinion 30 is inserted in a support portion approximating the common axis of rotation A10.
  • Each support portion projects radially towards the axis of rotation A10.
  • the passage of the support portions opens radially inward, so that each planet gear 30 is inserted into a groove away from the axis of rotation A10. Each portion protrudes radially away from the axis of rotation A10.
  • armature portions 44 forming arcs of circle connect two support portions 45.
  • planet gears 30 are clipped into the support portions 45 of the armature so that each support portion 45 is inserted into a radial holding groove. 32 of a satellite pinion 30.
  • This assembly is represented by FIGURE 7b (to facilitate the visualization of the cooperation between the pinions and the frame, said pinions are seen in cross section through the holding groove).
  • the frame 40 temporarily holds the planet gears 30 in order to be able to move the assembly for the rest of the assembly.
  • the armature assembly and planet gears is disposed between the inner sun gear 11 and the ring gear 12, for example by a mainly axial insertion movement.
  • an upstream epicyclic gear train receives the input movement by the shaft 110 carrying the inner sun gear 111, which drives the planet carrier 130 through the satellites 131, which are supported on the crown 12.
  • the inner sun gear 11 is rotated by the planet carrier 139 of the upstream epicyclic gear.
  • the toothing of the sun gear 11 meshes with one or both of the toothing sections of a planet pinion 30, here only one section of toothing.
  • each of the two tooth sections meshes with a ring gear (crown 12 and crown 13).
  • each planet gear 30 is carried and guided in rotation through the guide shaft 31, extending at each axial end of the planet gear, and inserting into an annular groove.
  • Each groove is carried by a flange.
  • the flange 15 on the left is secured to the inner sun wheel 11, and itself bears the annular groove 16.
  • the flange 17 on the right carries the other annular groove 18. It forms here a different part of the sun wheel 11, which is mounted on the shaft 110 after the group of satellites, to enchain the guide shaft 31 before being itself immobilized axially.
  • each guide shaft 31 rolls in its annular groove so as to achieve a circular path, as indicated by the dashed lines of the grooves 16 and 18.
  • the axial play of the satellites is determined by the depth of the grooves,
  • the radial clearance of the guide shafts is adjusted by determining the width of the grooves.
  • the adjustment of each guide shaft relative to the groove is such that it allows a bearing that can be performed with or without sliding. This adjustment makes it possible to limit the mechanical stresses during the positioning and the rotational guidance of the planet gears.
  • the annular reinforcement is here made from elastic steel wire, and presents a elastic behavior that allows, during operation, shock absorption in case of sudden stop rotation.
  • FIG. 8 illustrates another embodiment, implementing the same type of satellites and planet carriers, and which will only be described in its differences.
  • each satellite 30 meshes with a single ring 12 forming a single outer sun gear.
  • each satellite 30 meshes with a first inner sun gear 11, and with a second inner sun gear 11 '.
  • Each of the two inner planetary wheels 11, 11 ' forms one of the flanges 15, 17, which carries one of the annular grooves 16, 17 which receive the ends of the guide shafts 31.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Retarders (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

L'invention propose un mécanisme d'engrenages comprenant une roue planétaire intérieure (11), deux couronnes (12, 13), plusieurs pignons satellites (30). La roue (11) comprend un flasque (15) sur lequel est réalisée une rainure annulaire (16) agencée et configurée pour recevoir un arbre de guidage (31) de chaque pignon satellites de façon que les arbres de guidage peuvent rouler dans la rainure selon une trajectoire circulaire. Le mécanisme comprend une armature annulaire (40) qui est agencé et configurée pour coopérer avec chaque pignon satellite (30) de façon à les positionner angulairement de manière régulière autour d'un axe commun de rotation (A10). Le domaine de l'invention est celui des systèmes de freinage pour automobiles.

Description

« Mécanisme d'engrenages pour actionneur de frein à réduction différentielle et procédé d'assemblage »
La présente invention se rapporte à un mécanisme d'engrenages pour actionneur de frein à réduction différentielle et à un procédé d'assemblage dudit mécanisme. Le domaine de l'invention est celui des systèmes de freinage pour automobiles.
L'invention propose un mécanisme d'engrenages comprenant une roue planétaire intérieure, deux couronnes, plusieurs pignons satellites. La roue comprend un flasque sur lequel est réalisée une rainure annulaire agencée et configurée pour recevoir un arbre de guidage de chaque pignon satellites de façon que les arbres de guidage puissent rouler dans la rainure selon une trajectoire circulaire.
Le mécanisme comprend une armature annulaire qui est agencé et configurée pour coopérer avec chaque pignon satellite de façon à les positionner angulairement de manière régulière autour d'un axe commun de rotation.
Etat de la technique
Dans un véhicule, en particulier routier, la fonction de frein de stationnement et/ou de secours consiste à appliquer et maintenir un serrage de patins de freins liés à une partie solidaire du châssis, sur une partie mobile en rotation qui est liée à une ou plusieurs roues, typiquement un disque ou un tambour.
Dans les ensembles de freinage utilisant un ou des actionneurs électriques, il est connu d'utiliser un système vis-écrou pour exercer un appui linéaire sur le patin, souvent par l'intermédiaire d'un piston. Ce type de configuration existe pour un fonctionnement électrique seul, ou en combinaison avec un actionnement hydraulique de ce piston ou d'un autre.
En général, le système vis-écrou est actionné par un motoréducteur.
Certains mécanismes réducteurs à engrenages comprennent un ou plusieurs trains épicycloïdaux. Un train épicycloïdal comprend deux planétaires (un premier planétaire, dit intérieur, et un second planétaire, dit extérieur) et des satellites portés par un porte-satellites. Chaque satellite engrène à la fois avec les deux planétaires qui sont disposés de manière coaxiale. Le plus souvent, le planétaire extérieur est denté intérieurement, et est souvent appelé "couronne". Dans ce cas, le planétaire intérieur est souvent appelé simplement "le planétaire", sans plus de précision.
Le document FR 3 031 154 Al divulgue un réducteur qui comprend deux étages de réduction. En référence à la Figure 1, il comprend un étage de réduction amont formé par un train épicycloïdal amont à satellites 131 et couronne fixe 121. Ce train amont est entraîné en entrée par son planétaire 111 intérieur, lui-même entraîné par un arbre denté portant une empreinte d'entraînement 119. Ce train épicycloïdal amont entraîne en sortie son porte-satellites 130. Ce porte-satellites 130 amont porte solidairement le planétaire 139 d'entrée pour un second étage de réduction dit réducteur épicycloïdal différentiel (DPR) à double couronne. Le second étage comprend un train épicycloïdal entraîné en entrée par le planétaire 139, et dont les satellites 141 engrènent avec une couronne fixe 121, ici la même que pour le train épicycloïdal amont. A partir de cette couronne fixe, par un porte-satellites 140 commun (également représenté par les Figures 2a et 2b), les satellites 141 du réducteur différentiel (DPR) entraînent en sortie une couronne mobile 151. Sur sa surface extérieure, cette couronne mobile 151 porte un filetage 152 coaxial aux trains épicycloïdaux, et coopérant avec un filetage 161 intérieur du piston 16 pour l'entraîner en translation.
La couronne fixe 121 est commune aux deux trains épicycloïdaux, et les satellites différentiels 141 sont communs aux deux couronnes 121, 151, du train différentiel, lesquelles portent en général un nombre de dents différent de l'une à l'autre.
Le porte-satellites est généralement usiné ou fritté ou encore moulé, en métal ou en matière plastique. Le porte-satellites comprend une armature de forme générale simplement tubulaire ou approximativement et ouvert à ses extrémités axiales. En référence aux Figure 2a et 2b, l'armature du porte-satellites 140 présente la forme d'un tube dont l'épaisseur de la paroi est telle que la paroi englobe l'arbre de rotation de chaque satellite. Le porte-satellites est usiné radialement le long de sa circonférence de façon à réaliser plusieurs fenêtres 149, de forme sensiblement rectangulaire, chaque fenêtre étant prévue pour recevoir un satellite. Chaque fenêtre est délimitée longitudinalement à chaque extrémité par une partie support du tube formant support de rotation pour chaque satellite. Un alésage est usiné sur chaque face transversale d'une partie support pour recevoir un arbre de rotation d'un satellite. Ainsi usiné, le porte-satellites constitue une cage pour les satellites. Chaque partie support formant un flasque transversale pour chaque extrémité de satellite et les satellites font saillies radialement de la circonférence du porte- satellites. Chaque arbre de guidage est serti dans un alésage du porte- satellites, chaque satellite étant monté librement en rotation sur un arbre de guidage. Chaque satellite présente un alésage longitudinal traversant, qui débouche sur chaque face transversale et est agencé et configuré pour recevoir un arbre de guidage.
Cependant, il reste intéressant de faciliter le montage et abaisser le coût de fabrication.
Un but de l'invention est de proposer un porte-satellite permettant de faciliter le montage des satellites sur le porte-satellites. Un autre but de l'invention est de proposer un procédé d'assemblage dudit porte-satellites afin d'abaisser sa complexité et son coût de fabrication. Ces objectifs sont recherchés de préférence en améliorant ou en optimisant la légèreté, simplicité et/ou fiabilité de fonctionnement et de fabrication, en première monte ou en maintenance ou mise à niveau.
Exposé de l'invention
Selon un premier aspect, l'invention propose un mécanisme d'engrenages pour un train épicycloïdal, notamment à réduction différentielle, au sein d'un actionneur de frein à réduction différentielle pour l'actionnement d'un frein de stationnement de véhicule automobile, lequel mécanisme comprend :
- au moins une roue planétaire, dite intérieure, présentant chacune une denture s'étendant radialement vers l'extérieur, et est montée à rotation autour d'un axe commun de rotation du mécanisme d'engrenages, - une ou plusieurs roues planétaires, dite extérieures, chacune réalisant une couronne qui présente une denture s'étendant radialement vers l'intérieur, lesdites roues étant agencées de façon coaxiale à ladite roue planétaire intérieure et entourant celle-ci,
- plusieurs pignons, dit satellites, agencés et configurés pour engrener à la fois sur la roue planétaire intérieure et sur la ou les roues planétaires extérieures de façon à former un train d'engrenages, chaque pignon comprenant un ou plusieurs premiers arbres de guidage s'étendant sur une première face transversale du pignon.
Selon l'invention, le mécanisme comprend au moins un flasque de guidage présentant, sur une face en regard desdits pignons, une rainure annulaire coaxiale recevant une extrémité d’un arbre de guidage des pignons de façon à les guider dans une trajectoire circulaire autour de l’axe commun lorsque ceux-ci se déplacent autour de ladite roue planétaire intérieure.
En outre, le mécanisme d'engrenages comprend au moins une armature annulaire coaxiale à l’axe commun, agencée pour coopérer avec chaque pignon satellite de façon à positionner angulairement les pignons satellites autour de l'axe commun de rotation.
Typiquement, le mécanisme d’engrenage est d’un type de comprenant pas de transmission de couple par la rotation du porte- satellites, il s'agit par exemple d'un train épicycloïdal de type différentiel.
Dans ses modes de réalisation préférés, l'invention s'applique en particulier à un train épicycloïdal à réduction (ou démultiplication) différentielle, qui comporte plus de roues planétaires d'un côté que de l'autre : par exemple une roue planétaire intérieure et deux roues planétaires extérieures, ou deux roues planétaires intérieures et une roue planétaire extérieure. Pour des raisons de concision, la présente description présente principalement un seul des deux cas, ici avec un pignon planétaire central formant une roue planétaire intérieure, et deux couronnes périphériques à denture intérieure formant deux roues planétaires extérieures.
L'invention permet de faciliter le montage des pignons satellites par rapport aux roues planétaires et de limiter le nombre de pièces. Elle permet également de limiter les contraintes mécaniques de positionnement et de guidage s'exerçant sur les pignons satellites et en particulier sur les arbres de guidage des pignons, du fait de l'absence d'alésages recevant les arbres des pignons satellites. En outre cela permet de simplifier la fabrication puisqu'il y a moins d'opérations à effectuer.
De préférence, chaque pignon satellite comprend un deuxième arbre de guidage sur une deuxième face transversale de chaque pignon. Le mécanisme comprend un deuxième flasque de guidage qui présente, sur une face en regard dudit pignon, une deuxième rainure annulaire coaxiale agencée pour recevoir le deuxième arbre de guidage de chaque pignon, lorsque ceux-ci sont mobiles par rapport à ladite roue planétaire intérieure. La deuxième rainure annulaire est agencée pour recevoir une extrémité du deuxième arbre de guidage. Le deuxième flasque est monté à rotation autour de l'axe commun de rotation. Les deuxièmes arbres de guidage des pignons satellites, lors de leurs mouvements, roulent dans la deuxième rainure annulaire. De même, les premiers arbres de guidage des pignons satellites, lors de leurs mouvements, roulent dans la rainure annulaire.
Dans ce qui suit et précédemment, on entend par extrémité d'arbre de guidage, la surface de l'arbre de guidage en contact avec une rainure annulaire.
Chaque pignon satellite comprend au moins un arbre de guidage. Selon un premier exemple de mode de réalisation des pignons satellites, ceux-ci sont moulés de façon à réaliser les pignons et les arbres de guidage d'une seule pièce. Selon un deuxième exemple de mode de réalisation, les pignons satellites présentent chacun un alésage qui lui est coaxial, de façon à y insérer un arbre de guidage par frettage. Selon une première variante du second mode de réalisation, l'alésage est réalisé à travers tout le pignon et un seul arbre de guidage est inséré dans le pignon satellite. Selon une deuxième variante du deuxième mode de réalisation, chaque pignon présentent deux alésages coaxiaux, dont l'axe est commun avec l'axe de rotation du pignon satellite, de façon que deux arbres de guidage sont insérés par frettage dans chaque pignon satellite, chaque alésage étant prévu pour recevoir un arbre.
La rainure annulaire a aussi pour avantage d'autoriser le guidage en rotation des arbres de guidage des pignons autour de leurs propres axes.
Selon un mode de réalisation préféré, le premier flasque de guidage et la roue planétaire intérieure sont réalisés d'une seule pièce. La roue planétaire intérieure comprend le premier flasque de guidage de façon qu'il s'étend radialement au moins jusqu'au diamètre extérieur de la rainure annulaire pour recevoir l'arbre de guidage des pignons satellites.
Selon un mode de réalisation, le deuxième flasque de guidage est monté à rotation par rapport à la roue planétaire intérieure, par l'intermédiaire d'un arbre de guidage en rotation lié d'une seule pièce avec la roue planétaire intérieure. Le deuxième flasque de guidage s'étend radialement au moins jusqu'au diamètre extérieur de la rainure annulaire pour recevoir le deuxième arbre de guidage des pignons satellites.
La présence des rainures annulaires participe à la fonction de porte- satellites, en guidant les arbres des satellites, et permet de limiter le nombre de pièces du mécanisme d'engrenages.
Chaque arbre de guidage s'étend depuis une face transversale d'un pignon satellite. De préférence, chaque arbre de guidage présente, entre une extrémité axiale du pignon et l'extrémité distale dudit arbre, une longueur sensiblement égale à la profondeur de la rainure annulaire.
II peut être formé d'une seule pièce avec le pignon satellite.
Il peut aussi être indépendant du pignon satellite et être prévu pour s'insérer dans un alésage formé dans chaque pignon de façon à réaliser un assemblage à ajustement serré, par exemple par frettage. Un à deux arbres de guidage coaxiaux peuvent être utilisés par pignon satellite.
Dans ce qui suit et précédemment, on entend par armature annulaire un élément rapporté de positionnement des pignons satellites. L'armature présente des caractéristiques mécaniques suffisantes pour supporter les pignons satellites en statique et hors charge. Cette armature est par exemple d’une structure légère, simple et économique, ne permettant pas nécessairement de supporter en dynamique les efforts transmis par les satellites, ou qui seraient transmis par un porte-satellites comprenant un membre de transmission de couple. L'au moins une armature annulaire selon l'invention permet de supporter et positionner, autour de l'axe commun de rotation, les pignons satellites les uns par rapport aux autres. L'armature est agencée et configurée pour positionner angulairement les pignons satellites de manière régulière autour de l'axe commun de rotation.
Selon un mode de réalisation préféré, chaque pignon satellite comprend un arbre de maintien. L'arbre de maintien peut faire partie, ou non, d'un arbre de guidage. L'arbre de maintien peut présenter un diamètre extérieur inférieur ou égal ou supérieur au diamètre extérieur d'un arbre de guidage. L'armature annulaire entoure l'arbre de maintien de chaque pignon satellite de façon à former un palier de rotation pour ledit arbre de maintien, sur une partie incomplète de sa circonférence. Par exemple, un arbre de guidage peut être aussi un arbre de maintien. L'armature est conformée de façon à réaliser des portions de support formant des crochets ou des gorges pour recevoir les arbres de maintien des pignons satellites, et donc supporter ou retenir les pignons satellites, lors de l'assemblage des pignons satellites par rapport à la roue planétaire intérieure et/ou les roues planétaires extérieures.
Par exemple, l'armature comprend des portions de support prévues pour recevoir respectivement un arbre de maintien des pignons satellites, chaque portion de support présentant la forme générale d'un arc de cercle. La portion de support forme par exemple un demi-cercle. Chaque portion débouche radialement par un passage dont la largeur est inférieure au diamètre de l’arbre de maintien qu’elle reçoit de façon à permettre une insertion par clipsage radial dudit arbre de maintien. Cette ouverture est par exemple débouchante vers l’intérieur, mais peut aussi être débouchante vers l’extérieur, toutes du même côté ou de façon différente selon les positions angulaires. Les portions de support de l'armature sont disposées de manière régulière le long de l'armature. Entre deux portions de support, des portions d'armature forment des arcs de cercle reliant deux portions de support. De préférence, l'armature annulaire est agencée et configurée pour coopérer avec un et un seul arbre de maintien de chaque pignon satellite.
Selon une première variante du mode de réalisation précédent, l'armature annulaire est agencée et configurée pour exercer une action mécanique de rappel radiale en direction des roues planétaires extérieures.
Selon une deuxième variante du mode de réalisation précédent, l'armature annulaire est agencée et configurée pour exercer une action mécanique de rappel radiale en direction de la roue planétaire intérieure.
De préférence, l'armature est un fil métallique élastique mis en forme pour coopérer avec chaque pignon satellite. Cette caractéristique a pour avantage d'abaisser le coût de fabrication d'un mécanisme d'engrenages.
Selon un mode de réalisation des pignons satellites, en particulier compatible avec n'importe quel mode décrit jusqu'à maintenant, chaque pignon satellite présente sur sa périphérie une gorge radiale de maintien dans laquelle est insérée l'armature, et dont le fond réalise un arbre de maintien qui est reçu par ladite armature, de façon que l'armature entoure seulement une partie de la circonférence de l'arbre de maintien de chaque pignon satellite. La gorge radiale sépare le pignon satellite en deux sections de pignon. Par exemple, la gorge radiale peut être réalisée au milieu de la denture du pignon satellite. Optionnellement, lesdites sections de pignon présentent des diamètres et des modules différents, par exemple si les deux roues planétaires extérieures (ou intérieures) présentent des dentures identiques, afin de réaliser un train épicycloïdal d'un actionneur de frein à réduction différentielle pour l'actionnement d'un frein de stationnement de véhicule automobile.
Selon un autre mode de réalisation de l'armature annulaire, ce dernier est un flasque annulaire libre en rotation, agencé pour recevoir une extrémité axiale d'un arbre de guidage de façon à entourer la circonférence de chaque arbre de guidage des pignons satellites. L'armature est par exemple un flasque percée présentant la forme d'un anneau, ou un fil faisant un tour complet de l’arbre du satellite. Dans ce mode de réalisation, chaque pignon satellite est relié, à une première extrémité, avec l’armature annulaire et, à une deuxième extrémité, à une rainure annulaire. Le pignon satellite est alors monté dans l'armature par exemple par insertion longitudinale.
Typiquement, la longueur axiale des satellites est comprise entre 2 mm et 50 mm, de préférence entre 5 et 30 mm, de manière encore préférée entre 15 et 25 mm, par exemple égale à 19 mm, ou 20 mm ou 21 mm.
Typiquement, possiblement en combinaison avec différentes valeurs de dimensions axiales exposées ici, le diamètre des satellites est compris entre 2 mm et 40 mm, de préférence entre 4 et 30 mm, de manière encore préférée entre 6 et 20 mm, par exemple égal à 9 mm, ou 10 mm ou 11 mm.
Selon un deuxième aspect de l'invention, qui est conforme au premier aspect, il est proposé un procédé d'assemblage d'un mécanisme d'engrenages, comprenant les étapes suivantes :
insérer l'armature annulaire dans chaque gorge radiale des pignons satellites ou inversement,
disposer l'ensemble pré-monté, formé par l’armature et les pignons satellites, sur les roues planétaires.
De préférence, les pignons satellites sont insérés radialement par clipsage ou avec un maintien provisoire, ou par insertion longitudinale.
Selon un troisième aspect de l'invention, qui est conforme au premier aspect, il est proposé un actionneur de frein comprenant un mécanisme d'engrenages.
Liste des figures
D’autres particularités et avantages de l’invention ressortiront de la description détaillée d’un mode de mise en œuvre nullement limitatif, et des dessins annexés sur lesquels :
- la FIGURE 1 est une vue en coupe longitudinale d'une partie d'un mécanisme d'un actionneur de frein, selon l'art antérieur, - les FIGURES 2a et 2b sont des vues d'un porte-satellites selon l'art antérieur de la FIGURE 1, la FIGURE 2a est une vue en perspective d'un porte-satellites portant six satellites, la FIGURE 2b étant une vue en perspective avec arrachement montrant une moitié de porte- satellites portant trois satellites,
- la FIGURE 3 est une vue en perspective avec arrachement montrant une moitié de mécanisme d'engrenages selon l'invention, une fois assemblé, dans un exemple de mode de réalisation,
- la FIGURE 4 est une vue de face d'une flasque de guidage conforme à la FIGURE 3,
- la FIGURE 5 est un schéma cinématique qui illustre de façon générique le fonctionnement d’un exemple de mode de réalisation de l’actionneur comprenant un mécanisme d'engrenages selon l’invention,
- la FIGURE 6 est une vue en coupe longitudinale d'un pignon satellite monté dans un mécanisme d'engrenages montrant la disposition d'une armature annulaire disposée sur un pignon satellite selon un mode de réalisation,
- les FIGURES 7a, 7b et 7c illustrent les principales étapes d'assemblage du mécanisme d'engrenages conforme à la FIGURE 3, la FIGURE 7a est une vue de face d'une armature annulaire selon un mode de réalisation préféré, la FIGURE 7b montrant l'assemblage de l'armature conforme à la FIGURE 7a portant en outre des pignons satellites vus en coupe transversale, la FIGURE 7c montrant l'assemblage de la FIGURE 7b entre une roue planétaire intérieure et une couronne, les satellites coopérant à la fois avec la couronne dentée intérieurement et la roue dentée placée au centre du mécanisme,
- la FIGURE 8 est une vue en coupe longitudinale partielle illustrant un autre exemple de mode de réalisation implémentant l’invention dans le cadre d’un train épicycloïdal différentiel à couronne unique et double roues planétaires intérieures. Description d'un exemple de mode de réalisation
La FIGURE 3 illustre un exemple de mode de réalisation d'un mécanisme d'engrenages 1 destiné à être inséré ou inclus dans un train épicycloïdal d'un actionneur de frein à réduction différentielle pour l'actionnement d'un frein de stationnement de véhicule automobile. Le mécanisme d'engrenages ainsi agencé permet en particulier de réaliser la fonction de porte-satellites, en particulier d’un type sans transmission de couple par le porte-satellites lui-même.
Le mécanisme d'engrenages comprend une roue planétaire 11 dite intérieure ou centrale, présentant une denture s'étendant radialement vers l'extérieur, et prévue pour être montée à rotation autour d'un axe commun de rotation A10. La roue intérieure 11 est entraînée en rotation par un étage amont du train épicycloïdal d'un actionneur de frein, par exemple l'étage amont 11, 30, 12, 31 représenté en FIGURE 5.
Le mécanisme d'engrenages comprend deux couronnes 12 et 13 dentées intérieurement et agencées de façon coaxiale par rapport à la roue planétaire intérieure 11. Les couronnes 12 et 13 entourent radialement la denture de la roue planétaire intérieure 11. Les deux couronnes permettent de réaliser l'actionneur de frein à réduction différentielle comme décrit dans l'art antérieur.
Le mécanisme d'engrenages comprend plusieurs pignons satellites 30 agencés et configurés pour engrener à la fois sur la denture de la roue intérieure 11 et les couronnes 12 et 13 de façon à former un train d'engrenages.
Cet ensemble forme par exemple une partie d’un train épicycloïdal à réduction différentielle, par exemple au sein d’un mécanisme similaire à celui de la FIGURE 1. Le mécanisme d'engrenages et ses satellites 30 selon l’invention peuvent par exemple remplacer le porte-satellites 140 et les satellites 141 et, au moins en partie le porte-satellites amont 130 et le planétaire 139 de la FIGURE 1.
Chaque pignon satellite 30 présente deux sections de pignons de façon à réaliser deux dentures par pignon satellite, chaque section de pignon étant agencée et configurée pour engrener avec l'une ou l'autre des couronnes 12 et 13. En référence aux FIGURES 3, 5 et 6, les diamètres des deux sections de pignon de chaque pignon satellite sont sensiblement identiques. Selon d'autres modes de réalisation non représentés, les deux sections de chaque pignon satellites peuvent présenter des diamètres et des modules différents afin de réaliser un train épicycloïdal pour un actionneur de frein à réduction différentielle.
Selon le mode de réalisation représenté par la FIGURE 6, chaque pignon satellite 30 présente une gorge radiale 32 séparant les deux sections de denture.
En référence à la FIGURE 3, chaque pignon satellite 30 comprend un arbre de guidage 31 s'étendant depuis chaque face transversale 30e dudit pignon. L'arbre de guidage 31 dépasse de la face transversale 30e.
En référence aux FIGURES 3, 5 et 6, le mécanisme d'engrenages comprend deux flasques de guidage 15, 17 de façon que chaque flasque porte et guide en rotation des extrémités 31e des arbres de guidage 31. Chaque flasque de guidage présente, sur une face en regard desdits pignons satellites, une rainure annulaire recevant une extrémité 31e d'un arbre de guidage 31 des pignons 30. Selon le mode de réalisation représenté, un premier flasque de guidage 15 présente une rainure annulaire 16 et un deuxième flasque de guidage 17 présente une rainure annulaire 18. Le flasque 15 et la roue planétaire intérieure 11 sont formés d'une seule pièce, voir côté gauche des FIGURES 3 et 5. Le flasque 17 est monté à rotation autour de l'axe commun de rotation A10, ici sur un arbre 19 issu de la roue planétaire intérieure 11. Selon un autre mode de réalisation représenté par la FIGURE 6, le flasque 17 est monté à rotation sur le même arbre, non représenté, que la roue planétaire 11.
En référence à la FIGURE 4, il est montré un exemple de réalisation d'une rainure annulaire 18 réalisée dans le flasque de guidage 17. Chaque rainure annulaire est réalisée de façon à guider les arbres de guidage 31 selon une trajectoire circulaire autour de l'axe commun de rotation A10 lors du fonctionnement du mécanisme. La profondeur des rainures est au moins égale à la longueur de l'extrémité 31e d'un arbre de guidage, c'est-à-dire la longueur de l'arbre de guidage visible sur les FIGURES 3 et 6. En référence aux FIGURES 3 et 7c, le mécanisme d'engrenages comprend une armature annulaire 40 coaxiale à l'axe commun de rotation A10. L'armature 40 est prévue pour positionner angulairement de manière régulière les pignons satellites par rapport à la roue planétaire intérieure 11 et les couronnes 12 et 13 (seule la couronne 12 est visible sur la FIGURE 7c). Selon un mode de réalisation préféré, l'armature présente la forme d'un anneau et est agencée et configurée pour coopérer avec un et un seul arbre de chaque pignon satellite 30, voir FIGURE 7c. Selon le mode de réalisation représenté en FIGURE 6, une gorge radiale de maintien 32 est réalisée à la périphérie d'un pignon satellite 30, de sorte que le fond de ladite gorge forme un arbre de maintien 33 recevant l'armature annulaire 40. Selon un autre mode de réalisation non représenté, l'armature est placée sur un arbre de guidage de chaque pignon satellite, près d'une extrémité axiale desdits pignons.
De préférence, l'armature annulaire est un fil métallique mis en forme pour coopérer avec chaque pignon satellite 30. En référence aux FIGURES 7a, 7b et 7c, l'armature 40 entoure seulement une partie de la circonférence de chaque arbre de maintien 33. Par exemple, l'armature entoure au moins la moitié de la circonférence de chaque pignon satellite. En référence à la FIGURE 7a, l'armature comprend des portions de support 45 prévues pour recevoir respectivement un arbre de maintien 33 des pignons satellites 30, chaque portion de support 45 présentant la forme générale d'un demi-cercle. Chaque portion de support 45 débouche radialement par un passage 46 dont la largeur est inférieure au diamètre d'un arbre de maintien 33 d'un pignon satellite que la portion de support reçoit, de façon à permettre une insertion par clipsage radial dudit pignon satellite. Chaque portion de support 45 présente une surface de réception 47 correspondant à la surface de la portion de support prévue pour entrer en contact avec la surface extérieure d'un arbre de maintien 33 d'un satellite. Selon un plan perpendiculaire à l'axe de rotation A30, la surface de réception 47 présente un profil en forme de fer à cheval de sorte que le fond de la portion de support présente la forme d'un demi-cercle. Une fois qu'un arbre de maintien 33 est placé dans une portion 45, la surface de réception 47 de la portion de support entoure plus de la moitié de la circonférence d'un arbre de maintien 33 (voir FIGURES 7b et 7c). Chaque portion de support 45 est prévue pour maintenir en les pignons satellites les uns par rapport aux lors de l'assemblage des pignons satellites entre la roue planétaire intérieure 11 et les couronne 12, 13.
Selon le mode de réalisation représenté aux FIGURES 7a, 7b et 7c, le passage des portions de support débouche radialement vers l'extérieur par rapport à l'axe de rotation A10 du porte-satellites, de façon que chaque pignon satellite 30 s'insère dans une portion de support en se rapprochant de l'axe commun de rotation A10. Chaque portion de support fait saillie radialement en se rapprochant de l'axe de rotation A10.
Selon un autre mode de réalisation non représenté, le passage des portions de support débouche radialement vers l'intérieur, de façon que chaque pignon satellite 30 s'insère dans une gorge en s'écartant de l'axe de rotation A10. Chaque portion fait saillie radialement en s'écartant de l'axe de rotation A10.
Entre deux portions de support, des portions d'armature 44 formant des arcs de cercle relient deux portions de support 45.
On va maintenant décrire, en référence aux FIGURES 7a, 7b et 7c, un procédé d'assemblage d'un mécanisme d'engrenages comprenant des éléments tels que décrits ci-dessus.
A partir d'une armature annulaire 40 telle que représentée par la FIGURE 7a, des pignons satellites 30 sont insérés par clipsage dans les portions de support 45 de l'armature de façon que chaque portion de support 45 est insérée dans une gorge radiale de maintien 32 d'un pignon satellite 30. Cet assemblage est représenté par la FIGURE 7b (pour faciliter la visualisation de la coopération entre les pignons et l'armature, lesdits pignons sont vus en coupe transversal passant par la gorge de maintien). Dans cette position, l'armature 40 maintient provisoirement les pignons satellites 30 afin de pouvoir déplacer l'ensemble pour la suite de l'assemblage. En référence à la FIGURE 7c, l'ensemble armature et pignons satellites est disposé entre la roue planétaire intérieure 11 et la couronne 12, par exemple par un mouvement d’insertion principalement axiale. En référence à la FIGURE 5, on va maintenant décrire le fonctionnement d'un exemple de réducteur épicycloïdal comprenant le mécanisme d'engrenages tel que décrit jusqu'à présent.
Comme dans l'art antérieur représenté par la FIGURE 1, un train épicycloïdal amont reçoit le mouvement en entrée par l’arbre 110 portant le planétaire intérieur 111, qui entraîne le porte-satellites 130 par l’intermédiaire des satellites 131, lesquels prennent appui sur la couronne 12.
Dans cet exemple, la roue planétaire intérieure 11 est entraînée en rotation par le porte-satellites 139 du train épicycloïdal amont. La denture de la roue planétaire 11 engrène avec l'une ou les deux sections de denture d'un pignon satellite 30, ici une seule section de denture. Simultanément, chacune des deux sections de denture engrène avec une couronne dentée (couronne 12 et couronne 13). Lors de l'engrènement avec la roue planétaire 11 et les couronnes 12, 13, chaque pignon satellite 30 est porté et guidé en rotation par l'intermédiaire l'arbre de guidage 31, s'étendant à chaque extrémité axiale du pignon satellite, et s'insérant dans une rainure annulaire. Chaque rainure est portée par un flasque. Le flasque 15 de gauche est solidaire de la roue planétaire intérieure 11, et porte lui-même la rainure annulaire 16. Le flasque 17 de droite porte l’autre rainure annulaire 18. Il forme ici une pièce différente de la roue planétaire 11, qui se monte sur l’arbre 110 après le groupe de satellites, pour venir enchâsser l’arbre de guidage 31 avant d’être lui-même immobilisé axialement. Lors du fonctionnement du mécanisme, chaque arbre de guidage 31 roule dans sa rainure annulaire de façon à réaliser une trajectoire circulaire, comme indiqué par les traits en pointillés des rainures 16 et 18. Le jeu axial des satellites est déterminé par la profondeur des rainures, Le jeu radial des arbres de guidage est ajusté par la détermination de la largeur des rainures. L'ajustement de chaque arbre de guidage par rapport à la rainure est tel qu'il autorise un roulement qui peut s'effectuer avec ou sans glissement. Cet ajustement permet de limiter les contraintes mécaniques lors du positionnement et du guidage en rotation des pignons satellites. L'armature annulaire est ici réalisée à partir de fil d’acier élastique, et présente un comportement élastique qui permet, lors du fonctionnement, d'amortir les chocs en cas de brusque arrêt de rotation.
La FIGURE 8 illustre un autre mode de réalisation, implémentant le même type de satellites et de porte-satellites, et qui ne sera décrit que dans ses différences. Dans cet exemple, chaque satellite 30 engrène avec une seule couronne 12 formant une unique roue planétaire extérieure. Du côté intérieur, chaque satellite 30 engrène avec une première roue planétaire intérieure 11, et avec une deuxième roue planétaire intérieure 11’. Chacune des deux roues planétaires intérieures 11, 11’ forme l’un des flasques 15, 17, lequel porte l’une des rainures annulaires 16, 17 qui reçoivent les extrémités des arbres de guidage 31.
Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention.
Nomenclature
A16 axe de l'actionneur
A140 axe du porte-satellites
110 arbre d’entrée
111 pignon planétaire amont
119 extrémité d’entraînement de l’arbre d’entrée
121 denture de la couronne fixe
130 porte-satellites amont
131 satellites du train épicycloïdal amont
139 pignon planétaire
140 porte-satellites
141 satellites
149 fenêtres longitudinales du porte-satellites différentiel
151 denture de la couronne mobile
152 filetage de la vis
16 pièce formant écrou et piston de frein
161 filetage intérieur de piston-écrou A10 axe du porte-satellites
A30 axe d'un arbre de guidage d'un satellite
1 mécanisme d'engrenages
11, 11’ roue planétaire intérieure, pignon à denture extérieure 12,13 roue planétaire extérieure - couronne à denture intérieure
15 flasque de la roue planétaire intérieure
16 rainure annulaire
17 flasque correspondant, à l’autre extrémité du pignon satellite
18 rainure annulaire
19 arbre de la roue planétaire intérieure
30 pignon satellite
30e face transversale de pignon satellite
31 arbre de guidage de pignon satellite
31e extrémité d'arbre de guidage
32 gorge radiale de maintien
33 arbre de maintien
40 armature annulaire
44 portion de liaison
45 portion de support
46 passage
47 surface de réception

Claims

REVENDICATIONS
1. Mécanisme d'engrenages (1) pour un train épicycloïdal, notamment à réduction différentielle, au sein d'un actionneur de frein pour l'actionnement d'un frein de stationnement de véhicule automobile, lequel mécanisme comprend :
- au moins une roue planétaire (11), dite intérieure, présentant chacune une denture s'étendant radialement vers l'extérieur, et est montée à rotation autour d'un axe commun de rotation (A10) du mécanisme d'engrenages,
- une ou plusieurs roues planétaires (12, 13), dite extérieures, chacune réalisant une couronne qui présente une denture s'étendant radialement vers l'intérieur, lesdites roues (12, 13) étant agencées de façon coaxiale à ladite roue planétaire intérieure (11) et entourant celle-ci,
- plusieurs pignons (30), dit satellites, agencés et configurés pour engrener à la fois sur la roue planétaire intérieure (11) et sur la ou les roues planétaires extérieures (12, 13) de façon à former un train d'engrenages, chaque pignon (30) comprenant un ou plusieurs premiers arbres de guidage (31) s'étendant depuis une première face transversale du pignon (30e),
caractérisé en ce que le mécanisme comprend au moins un flasque de guidage (15) présentant, sur une face transversale située en regard desdits pignon satellites, une rainure annulaire (16) qui est coaxiale à l’arbre commun (A10) et qui reçoit une extrémité (31e) de chacun des arbres de guidage des pignon satellites, de façon à guider lesdits arbres de guidage (31) dans une trajectoire circulaire autour de l’axe commun (A10), lorsque ceux-ci se déplacent autour de ladite roue planétaire intérieure (H),
et en ce que le mécanisme comprend au moins une armature annulaire (40) coaxiale à l’axe commun (A10), qui est agencée pour coopérer avec chaque pignon satellite (30) de façon à positionner angulairement les pignons satellites (30) autour de l'axe commun de rotation.
2. Mécanisme d'engrenages (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque pignon satellite (30) comprend un deuxième arbre de guidage (31) dépassant d’une deuxième face transversale (30e) de chaque pignon satellite (30) opposée à la première face transversale,
et en ce que le mécanisme comprend un deuxième flasque de guidage (17) qui présente, sur une face transversale située en regard dudit pignon satellite du côté opposé au premier flasque de guidage, une deuxième rainure annulaire (18) coaxiale agencée pour recevoir le deuxième arbre de guidage (31) de chaque pignon satellite, lorsque ceux-ci sont mobiles autour de ladite roue planétaire intérieure (11).
3. Mécanisme d'engrenages (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque pignon satellite comprend au moins un arbre de maintien (33) coaxial à son arbre de guidage (31) et en ce que l'armature (40) entoure l'arbre de maintien (33) de chaque pignon satellite (30) sur une partie incomplète de sa circonférence, de façon à former un palier de rotation pour ledit arbre de maintien.
4. Mécanisme d'engrenages (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque pignon satellite (30) présente sur sa périphérie une gorge radiale (32) de maintien dans laquelle est insérée l’armature (40), et dont le fond réalise un arbre de maintien (33) qui est reçu par ladite armature, de façon que l'armature entoure seulement une partie de la circonférence de l'arbre de maintien (33) de chaque pignon satellite (30).
5. Mécanisme d'engrenages (1) selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que l'armature (40) comprend des portions de support (45) prévues pour recevoir respectivement un arbre de maintien (33) des pignons satellites (30), chaque portion de support (45) présentant la forme d'un arc de cercle et en ce que chaque portion (45) débouche radialement par un passage (46) dont la largeur est inférieure au diamètre de l’arbre de maintien (33) qu’elle reçoit de façon à permettre une insertion par clipsage radial dudit arbre de maintien.
6. Mécanisme d'engrenages (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'armature annulaire (40) est agencée et configurée pour exercer une action mécanique de rappel radiale en direction des roues planétaires extérieures (12, 13).
7. Mécanisme d'engrenages (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'armature annulaire (40) est agencée et configurée pour exercer une action mécanique de rappel radiale en direction de la roue planétaire intérieure (11).
8. Mécanisme d'engrenages (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'armature (40) est un fil métallique élastique mis en forme pour coopérer avec chaque pignon satellite (30).
9. Mécanisme d'engrenages (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'armature (40) est un flasque annulaire libre en rotation agencé pour recevoir un arbre de guidage (31) de façon à entourer la circonférence de chaque arbre de guidage des pignons satellites.
10. Procédé d'assemblage d'un mécanisme d'engrenages selon la revendication 1 comprenant les étapes suivantes :
- entourer l'arbre de guidage (31) de chaque pignon satellite (30) par l'armature (40) ou inversement,
- disposer l'ensemble pré-monté, formé par l'armature et les pignons satellites, sur les roues planétaires.
11. Procédé d'assemblage d'un mécanisme d'engrenages selon la revendication 4 ou l'une quelconque des revendications 5 à 8 en combinaison avec la revendication 4, comprenant les étapes suivantes :
- insérer l'armature (40) dans chaque gorge (32) des pignons satellites (30) ou inversement, - disposer l'ensemble pré-monté, formé par l’armature et les pignons satellites, sur les roues planétaires.
12. Actionneur de frein comprenant un mécanisme d'engrenages selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.
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