FR2812056A1 - Actionneur electrique comportant un agencement a vis-ecrou - Google Patents
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Abstract
L'actionneur comporte :- un moteur electrique d'actionnement- un organe (34) d'accouplement d'un el ement à actionner, lequel organe d'accouplement (34) est mobile en translation suivant un axe sous la commande dudit moteur; et- entre ledit moteur et ledit organe d'accouplement (34), un agencement à vis- ecrou, la vis etant entraîn ee en rotation sous la commande du moteur et l' ecrou etant solidaire en translation dudit organe d'accouplement (34) et associ e à des moyens d'immobilisation en rotation autour dudit axe.Il comporte des moyens (72A) de retenue de l' ecrou (73A) suivant l'axe de la vis (70), lorsque l' ecrou (73A) est d egag e du tronçon filet e (70A) de la vis, et des moyens elastiques (85A) de sollicitation de l' ecrou (73A) et de la vis (70) l'un vers l'autre pour maintenir l' ecrou (73A) appliqu e contre une extr emit e du tronçon filet e (70A) de la vis.
Description
La zrésente nr..et.or_ crcrerne vr à D Ge S;a.ul i >,eJ IeFI ce,l,ei,,...
-1.--D: dans lequel sont disposés: - un moteur électrique d'actionnement; - un organe d'accouplement d'un élément à actionner, lequel organe d'accouplement est mobile en translation suivant un axe sous la commande dudit moteur; et - entre ledit moteur et ledit organe d'accouplement, un agencement à vis-écrou propre à transformer un mouvement de rotation en un mouvement de translation, I'un de la vis et de l'écrou étant entraîné en rotation sous la commande du moteur et l'autre de la vis et de l'écrou étant solidaire en
translation dudit organe d'accouplement et associé à des moyens d'immobi-
lisation en rotation autour dudit axe, la vis comportant un tronçon fileté et l'écrou comportant un conduit taraudé propre à coopérer avec le tronçon
fileté de la vis.
Dans un tel actionneur, I'agencement à vis-écrou permet générale-
ment de transformer le mouvement de rotation de la vis en un mouvement de translation de l'écrou solidaire de l'organe d'accouplement. Ainsi, I'écrou
est déplaçable en translation suivant la longueur de la vis.
L'organe d'accouplement entraîne par exemple un câble d'actionne-
ment des mâchoires d'un frein de stationnement du véhicule automobile.
La mise en fonctionnement et l'arrêt du moteur sont commandés par une unité de pilotage. Dans certaines conditions, et notamment en cas de dysfonctionnement de l'unité de pilotage, il arrive que le moteur fonctionne pendant une durée trop longue lors du desserrage du frein de stationnement
du véhicule automobile. Dans ce cas, l'écrou est alors entraîné jusqu'à l'ex-
trémité libre de la vis d'o il s'échappe.
Lors d'une tentative de resserrage du frein de stationnement, la vis est entraînée en rotation en sens inverse sans toutefois pouvoir entraîner
l'écrou, celui-ci n'étant plus en prise avec le tronçon fileté de la vis.
Pour réengager l'écrou sur la vis, il convient alors de démonter l'ac-
tionneur, d'ouvrir le boîtier de l'actionneur pour accéder à l'écrou et de réen-
gager manuellement l'écrou autour de la vis.
Ur De' aeron!me e cton r e;-est:- s:e es-
L lIV'-i,LI I d pour but' e proposer un aciLonneur ne presentant pas l'inconvénient mentionné ci-dessus et qui en particulier ne nécessite pas I'intervention d'une personne qualifiée lorsque l'écrou d'un agencement à vis-écrou de l'actionneur s'est dégagé accidentellement du tronçon fileté de
la vis le commandant.
A cet effet, I'invention a pour objet un actionneur, notamment de frein de stationnement de véhicule automobile, du type précité, caractérisé en ce
qu'il comporte des moyens de retenue de l'écrou suivant l'axe de la vis, lors-
que l'écrou est dégagé du tronçon fileté de la vis, et des moyens élastiques de sollicitation de l'écrou et de la vis l'un vers l'autre pour maintenir l'écrou appliqué contre une extrémité du tronçon fileté de la vis, lorsque l'écrou est
dégagé du tronçon fileté de la vis.
Suivant des modes particuliers de réalisation, I'actionneur comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes:
- lesdits moyens de retenue de l'écrou comportent un téton axial pro-
longeant ledit tronçon fileté de la vis, lequel téton est reçu dans ledit conduit taraudé de l'écrou, lorsque l'écrou est dégagé du tronçon fileté de la vis;
- la longueur dudit téton est supérieure au diamètre du conduit tarau-
dé;
- I'écrou est associé à des moyens pour son immobilisation en rota-
tion autour de l'axe de rotation de la vis, l'écrou étant solidaire en translation de l'organe d'accouplement, et lesdits moyens élastiques de sollicitation s'appliquent sur ledit écrou;
- lesdits moyens élastiques de sollicitation sont interposés entre l'or-
gane d'accouplement et le boîtier; - I'organe d'accouplement comporte une chape de fixation d'un câble, et lesdits moyens élastiques de sollicitation comportent un ressort hélicoïdal entourant le câble, lequel ressort appuie sur la chape; - I'écrou est articulé par rapport à la chape autour d'un axe s'étendant généralement perpendiculairement à l'axe de la vis;
- esc;:s oovens c'irmcz,isation en rc-: - --
d'accouplement est guaide en transiation et est maintenu fixe en rotation.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va
suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux des- sins, sur lesquels: - la figure 1 est une vue schématique de dessus d'un actionneur de
frein de stationnement selon l'invention implanté dans un véhicule automo-
bile; - la figure 2 est une vue en perspective éclatée de l'actionneur de frein selon l'invention; - la figure 3 est une vue en coupe longitudinale de l'actionneur de la figure 2;
- la figure 4 est une vue de dessus partiellement en coupe de l'action-
neur de la figure 2; et
- les figures 5 et 6 sont des vues partielles de dessus d'un écrou soli-
daire de l'organe d'accouplement de l'actionneur, respectivement, en posi-
tion engagée sur le tronçon fileté de la vis d'actionnement et en position dé-
gagée de ce tronçon fileté.
Sur la figure 1 est représenté schématiquement un véhicule automo-
bile dans lequel est disposé un frein de stationnement incorporant un ac-
tionneur de frein selon l'invention.
Sur cette figure est représentée schématiquement la caisse du véhi-
cule 10, ses deux roues avant directrices 12 et ses deux roues arrière 14. A I'intérieur de l'habitacle délimité par la caisse 10 est prévu un siège avant gauche 18 pour le conducteur du véhicule et une banquette 20 disposée
transversalement à l'arrière du véhicule.
L'actionneur de frein selon l'invention, désigné par la référence géné-
rale 22 et représenté à plus grande échelle sur la figure 1 pour des raisons de clarté, est disposé au-dessous de la banquette arrière du véhicule. Les deux sorties de commande de l'actionneur sont mobiles suivant un axe X-X
disposé transversalement dans le véhicule. Des câbles 24 montés coulis-
sants dans des gaines sont reliés aux sorties de commande de l'actionneur.
Les ex':rem'es oposées es c.t es sont reliées aces.:es se fre t ace
es a.,. D...-,W-?$ -a;-;,--
Plus précisement, l'actionneur de frein 22 comporte un moteur electri-
que d'actionnement 26 d'axe Y-Y. La sortie du moteur est reliée par une transmission mécanique 32 à deux organes mobiles 34 d'accouplement des
câbles 24. Ces organes d'accouplement 34 sont déplaçables suivant l'axe X-
X et constituent les sorties de commande de l'actionneur 22.
La transmission mécanique 32 comporte un mécanisme de transfor-
mation du mouvement de rotation de la sortie du moteur en un mouvement
de translation des organes d'accouplement 34.
Le moteur d'entraînement 26 a son axe Y-Y disposé transversalement à l'axe de déplacement X-X des organes d'accouplement 34. Ainsi, l'axe Y-Y du moteur 26 s'étend suivant l'axe longitudinal du véhicule lorsque l'axe de déplacement des organes d'accouplement 34 s'étend transversalement. De préférence, l'actionneur est implanté dans le véhicule, de sorte que le plan
défini par les axes X-X et Y-Y s'étende suivant le plan de roulement du véhi-
cule, c'est-à-dire sensiblement le plan horizontal.
En outre, la transmission mécanique 32 comporte un renvoi d'angle permettant la transformation du mouvement de rotation de l'arbre de sortie du moteur 26 autour de l'axe Y-Y en un mouvement de rotation autour de
l'axe X-X.
L'actionneur 22, représenté en détail sur les figures 2 à 4, comporte un boîtier 50 formé de deux demi-coquilles 50A, 50B assemblées suivant un
plan médian correspondant sensiblement au plan de coupe de la figure 4.
Le moteur 26, la transmission 32 et les organes d'accouplement 34
sont disposés à l'intérieur du boîtier.
Le moteur 26 est un moteur électrique pouvant être alimenté depuis la batterie du véhicule automobile. Une unité 52 de pilotage du moteur 26 est disposée dans le boîtier 50 en arrière du moteur. Cette unité assure la régulation de l'alimentation électrique du moteur. Elle gère également le temps de fonctionnement du moteur pour le serrage et le desserrage des
moyens de freinage.
Le mc-:er 26 compore un arbre rotatif 54 e es, - e
l'unité de pilotage 52 au travers d'un passage 57. Cette extremite est acces-
sible depuis le bout du boîtier 50 et constitue un embout d'entraînement auxiliaire de l'actionneur en l'absence d'alimentation électrique du moteur 26. L'autre extrémité de l'arbre 54, notée 58, constitue une extrémité de sortie rotative du moteur. Celle-ci est reliée directement au renvoi d'angle noté 60 par l'intermédiaire d'un manchon d'accouplement 62. Le renvoi d'angle 60 comporte une vis sans fin 64 disposée coaxialement à l'arbre de
sortie 58 et solidaire de celui-ci. La vis sans fin 64 comporte un filetage héli-
coïdal.
En outre, le renvoi d'angle 60 comporte une roue 66 à filetage héli-
coïdal adaptée pour coopérer avec le filetage de la vis sans fin 64. La roue
66 est montée rotative autour l'axe Y-Y de déplacement des organes d'ac-
couplement 34. Elle est supportée dans une chape 68 formant palier reçue
dans un évidemment du boîtier 50.
La roue 66 est solidaire en rotation d'une vis 70 s'étendant de part et
d'autre de l'axe Y-Y.
La vis présente deux tronçons opposés 70A, 70B présentant des fi-
letages inversés. Ces deux tronçons filetés s'étendent de part et d'autre de la roue 66. Dans son tronçon intermédiaire disposé entre les deux tronçons filetés 70A, 70B, la vis 70 présente un profil d'entraînement en rotation, tel
qu'un six-pans d'entraînement reçu à coulissement dans un passage 71 (fi-
gure 3) de section complémentaire ménagé suivant l'axe de la roue 66. Ain-
si, la vis 70 et la roue 66 sont solidaires en rotation alors que la vis 70 est
libre de coulisser suivant l'axe X-X de la roue 66.
Une extrémité de la vis 70 est représentée à plus grande échelle sur
les figures 5 et 6, cette extrémité étant associée à un organe d'accouple-
ment 34.
A chaque extrémité de la vis, les tronçons filetés 70A, 70B sont pro-
longés chacun par un téton axial 72A, 72B présentant une paroi cylindrique lisse. Le diamètre de chaque téton est sensiblement égal ou inférieur au
diametre mr'ie Cj s - rnrj. fiLe:é 70A, 70B corresc-: -es -
Des fiets.
Chaque organe d'accouplement 34 est solidaire en translation d'un
écrou 73A, 73B adapté pour coopérer avec un tronçon fileté 70A, 70B.
Les écrous présentent des conduits taraudés 75A, 75B complémen- taires aux tronçons filetés 70A et 70B. Les conduits taraudés ménagés dans
les écrous sont débouchants à leurs deux extrémités.
Les tétons 72A, 72B ont une longueur avantageusement supérieure au diamètre des conduits taraudés 75A, 75B, cette longueur étant toutefois inférieure à la longueur des conduits. Cette longueur est telle que chaque téton assure une retenue de l'écrou associé suivant l'axe de la vis lorsque l'écrou est totalement dévissé, comme illustré sur la figure 6, et que le téton
est reçu dans le conduit taraudé, l'écrou étant alors en appui contre l'extré-
mité du tronçon fileté 70A, 70B.
Chaque organe d'accouplement 34 comporte une chape 76A, 76B.
Chaque écrou comporte latéralement deux ergots opposés 77 per-
mettant la liaison articulée d'une chape 76A, 76B. Ces ergots sont reçus dans des lumières ménagées dans chacune des deux branches de chaque chape. Les chapes 76A et 76B présentent une forme générale en U et sont
entaillées à leur base par une encoche 80A, 80B pour le passage et la rete-
nue d'une tête saillante 82A, 82B prévue à l'extrémité des câbles 24 assu-
rant la liaison aux moyens de freinage des roues.
La demi-coquille 50B du boîtier présente, suivant l'axe X-X, des ca-
naux 84A, 84B de guidage en translation rectiligne des chapes 76A, 76B.
Les chapes 76A, 76B sont montées à coulissement dans ces canaux 84A, 84B suivant l'axe X-X et y sont immobilisées en rotation. L'immobilisation en rotation des chapes assure l'immobilisation en rotation autour de l'axe XX des écrous 72A, 72B par rapport au boîtier 50, les écrous étant solidarisés
aux chapes en deux points écartés de l'axe X-X par les ergots 77.
Enfin, un ressort hélicoïdal 85A, 85B est disposé à l'intérieur du boî-
tier 50 autour de chaque câble 24. Ces ressorts, disposés suivant l'axe XX s'appuient à une extrémité sur la base de chaque chape 76A, 76B et à leur autre extrémJi:é sar se ocre f xe 86A, 86B du boît;er 53. ces ar3- A_
traversees par zas caecS C -n. naque ressoert ooa Bse s. '..
sure une sollicitation vers la vis 70 de l'organe d'accouplement 34 associé et
donc de l'écrou 73A, 73B correspondant.
En particulier, chaque ressort 85A, 85B assure le maintien d'un écrou 73A, 73B appuyé contre l'extrémité du tronçon fileté 70A, 70B associé, l'écrou étant retenu suivant l'axe du tronçon fileté en étant engagé autour
d'un téton 72A, 72B, comme illustré sur la figure 6.
La demi-coquille 50B présente, suivant l'axe X-X, un palier 87 dans lequel est reçue une extrémité cylindrique de la vis sans fin 64. En outre, une bille 88 est reçue dans un évidemment axial ménagé à l'extrémité libre de la vis sans fin 64, cette bille prenant appui sur une surface d'extrémité 90 du boîtier 50 ménagé en bout du palier 87. La bille 88 assure ainsi un appui de la vis sans fin sur le boîtier et constitue une butée à bille permettant la reprise des efforts axiaux appliqués sur la vis sans fin 64, tout en conservant
un rendement satisfaisant.
Lorsque le moteur électrique 26 est alimenté en courant électrique, le moteur tourne dans un sens ou dans l'autre, suivant le sens du courant. Le
mouvement de rotation de l'arbre de sortie 58 du moteur imprime un mou-
vement de rotation de la vis 70 grâce au renvoi d'angle 60. L'agencement à
vis-écrou formé des tronçons filetés 70A, 70B et des écrous 73A, 73B as-
sure une conversion du mouvement de rotation de la vis 70 en des mouve-
ments de translation en des sens opposés des écrous 73A, 73B et des cha-
pes associées.
Ainsi, les câbles 24 se trouvent simultanément tirés ou relâchés en fonction du sens de rotation du moteur. Cette traction ou ce relâchement
imposé aux câbles assure un serrage ou une libération des moyens de frei-
nage. Du fait du coulissement possible de la vis 70 par rapport à la roue 66,
un équilibrage des efforts sur les deux câbles s'effectue en continu.
Comme illustré sur la figure 5, lors du fonctionnement normal de l'ac-
tionneur, l'écrou 73A se déplace suivant la longueur du tronçon fileté 70A de
la vis.
E, cas te '.sfc ccnnement, et par exemp e c-s d'un fonctrcnre-
lert ail rmaemeT.or, & --. i'pacem- r.
grand de l'écrou 73A vers l'extrémité libre de la vis, l'ecrou 73A se trouve totalement dégagé du tronçon fileté 70A, comme cela est illustré sur la figure
6.
Dans ce cas, sous l'action du ressort 85A partiellement comprimé, la chape 76A maintient l'écrou 73A en appui sur l'extrémité du tronçon fileté A. Dans cette position, le téton 72A est engagé à l'intérieur du conduit taraudé 75A, assurant ainsi un maintien de l'axe du conduit 75A suivant l'axe X-X de la vis 70. Ainsi, même après un temps de fonctionnement trop long de l'actionneur, provoquant le déplacement de l'écrou vers l'extrémité libre
de la vis, l'écrou 73A reste en position autour des tétons.
Lors de la commande de la vis 70 dans le sens inverse, l'écrou 73A
se revisse automatiquement sur le tronçon fileté 70A, du fait de la sollicita-
tion permanente du ressort 85A qui tend à mettre en prise les filets complé-
mentaires du tronçon fileté 70A et du conduit taraudé 75A.
Le téton 72A garantissant l'alignement du tronçon fileté 70A et du
conduit taraudé 75A facilite la mise en prise des filets complémentaires.
On conçoit qu'avec un actionneur tel que décrit ici, même en cas de dysfonctionnement tendant à faire sortir un écrou du tronçon fileté associé de la vis, aucune intervention humaine n'est nécessaire pour engager à nouveau l'écrou sur le tronçon fileté, lorsque la vis est entraînée en sens inverse. Afin de faciliter la remise en état automatique de l'actionneur, l'unité 52 de pilotage du moteur sont avantageusement équipés d'un bouton de
remise à zéro permettant, lors de son enfoncement, de provoquer le dépla-
cement de la vis dans un sens permettant la réintroduction de l'écrou autour du tronçon fileté. Ce bouton pourra être utilisé en cas de détection d'un
dysfonctionnement de l'actionneur.
Toutefois, le recours à cette commande peut être superflu, dans la mesure o, lors d'une commande normale de l'actionneur visant à provoquer
le serrage du frein de stationnement du véhicule automobile, la vis est en-
traînée dans le sens provoquant le réengagement de l'écrou autour du tron-
çor, fie; _ L e,a v,. ce qui coCulit a un réagence-e-:r " a: e ce Liiu, s sB I eaL sa -.;
momentané dont a pu être victime I'actionneur.
En variante, le moteur entraîne en rotation l'écrou qui est fixe en translation. Au contraire, la vis coopérant avec l'écrou est mobile en transla- tion et fixe en rotation. Elle entraîne un organe d'accouplement. Dans ce cas, les moyens de sollicitation axiale sont interposés entre la vis et le boîtier
pour maintenir la vis plaquée contre l'écrou même lorsque ceux-ci sont dé-
gagés suite à un dysfonctionnement de l'unité de pilotage.
RPEENDICAT1O.NS
i.- Ac, inner comportare unl Dooier,, 3/ca tn>rQ:l s eqeH; sc;,, cl;s-9s
aun -o - eH r *-
- un moteur électrique d'actionnement (26);
- un organe (34) d'accouplement d'un élément à actionner, lequel or-
gane d'accouplement (34) est mobile en translation suivant un axe sous la commande dudit moteur (26); et
- entre ledit moteur (26) et ledit organe d'accouplement (34), un agen-
cement à vis-écrou propre à transformer un mouvement de rotation en un
mouvement de translation, l'un de la vis et de l'écrou étant entraîné en rota-
tion sous la commande du moteur (26) et l'autre de la vis et de l'écrou étant solidaire en translation dudit organe d'accouplement (34) et associé à des moyens d'immobilisation en rotation autour dudit axe, la vis (70) comportant un tronçon fileté (70A, 70B) et l'écrou comportant un conduit taraudé (75A, B) propre à coopérer avec le tronçon fileté (70A, 70B) de la vis, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (72A, 72B) de retenue de l'écrou (73A, 73B) suivant l'axe de la vis (70), lorsque l'écrou (73A, 73B) est dégagé du tronçon fileté (70A, 70B) de la vis, et des moyens élastiques (85A, 85B) de sollicitation de l'écrou (73A, 73B) et de la vis (70) I'un vers l'autre pour maintenir l'écrou (73A, 73B) appliqué contre une extrémité du tronçon fileté (70A, 70B) de la vis, lorsque l'écrou (73A, 73B) est dégagé du
tronçon fileté de la vis.
2.- Actionneur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits
moyens de retenue de l'écrou comportent un téton axial (72A, 72B) prolon-
geant ledit tronçon fileté (70A, 70B) de la vis, lequel téton (72A, 72B) est
reçu dans ledit conduit taraudé (75A, 75B) de l'écrou, lorsque l'écrou est dé-
gagé du tronçon fileté de la vis.
3.- Actionneur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la lon-
gueur dudit téton (72A, 72B) est supérieure au diamètre du conduit taraudé
(75A, 75B).
4.- Actionneur selon l'une quelconque des revendications précéden-
tes, caractérisé en ce que l'écrou (73A, 73B) est associé à des moyens pour son immobilisation en rotation autour de l'axe de rotation de la vis (70), I'écrou (73A, 73B) étant solidaire en translation de l'organe d'accouplement (34'. et en ce Bue esc, s rm, oyers [élastiques de sc i' tais[ -.: iquent sur ec: ec:,u 7 3.a i 5.- Actionneur selon la revendication 4, caractenrse en ce que lesdits moyens élastiques de sollicitation (85A, 85B) sont interposés entre l'organe d'accouplement (34) et le boîtier (50). 6.- Actionneur selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'organe d'accouplement (34) comporte une chape (76A, 76B) de fixation d'un câble (24), et en ce que lesdits moyens élastiques de sollicitation comportent un ressort hélicoïdal (85A, 85B) entourant le câble (24), lequel ressort (85A,
85B) appuie sur la chape (76A, 76B).
7.- Actionneur selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'écrou (73A, 73B) est articulé par rapport à la chape (76A, 76B) autour d'un axe
s'étendant généralement perpendiculairement à l'axe (X-X) de la vis (70).
8.- Actionneur selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, ca-
ractérisé en ce que lesdits moyens d'immobilisation en rotation de l'écrou (73A, 73B) autour de l'axe de la vis (70) comporte un canal (84A, 84B) défini dans ledit boîtier (50), et dans lequel l'organe d'accouplement (34) est guidé
en translation et est maintenu fixe en rotation.
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