FR3148064A1 - ELECTROMECHANICAL DISC BRAKE WITH INCREASED COMPACTNESS - Google Patents
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Abstract
Frein à disque électromécanique comportant un étrier (102), des plaquettes de frein (P1, P2), un piston (111) monté mobile en translation dans l’étrier (102) le long d’un axe longitudinal (X), et un actionneur électromécanique (108) configuré pour déplacer le piston (111) contre la plaquette de frein (P1) et l’appliquer contre un disque de frein, ledit actionneur électromécanique (108) comportant un moteur électrique (M), un système de réduction (R), un système vis-écrou pour déplacer en translation au piston (111), dans lequel le système de réduction (R) comporte un porte-satellite (2) portant des satellites (4), un planétaire (1) mis en rotation par le moteur électrique, une couronne (6) fixe munie d’une denture intérieure (16), et dans lequel lesdits satellites (4) sont des satellites doubles comportant un premier pignon (4.1) engrenant le planétaire (1) et un deuxième pignon (4.2) engrenant la denture intérieure (16) de la couronne (6), lesdits premier (4.1) et deuxième (4.2) pignons étant solidaires en rotation l’un de l’autre. [Fig. 2] Electromechanical disc brake comprising a caliper (102), brake pads (P1, P2), a piston (111) mounted so as to be movable in translation in the caliper (102) along a longitudinal axis (X), and an electromechanical actuator (108) configured to move the piston (111) against the brake pad (P1) and apply it against a brake disc, said electromechanical actuator (108) comprising an electric motor (M), a reduction system (R), a screw-nut system for moving the piston (111) in translation, in which the reduction system (R) comprises a planet carrier (2) carrying planets (4), a sun gear (1) rotated by the electric motor, a fixed crown (6) provided with internal teeth (16), and in which said planets (4) are double planets comprising a first pinion (4.1) meshing with the sun gear (1) and a second pinion (4.2) meshing with the internal teeth (16) of the crown (6), said first (4.1) and second (4.2) pinions being integral in rotation with each other. [Fig. 2]
Description
La présente invention se rapporte à un frein à disque électromécanique présentant une compacité augmentée.The present invention relates to an electromechanical disc brake having increased compactness.
Un véhicule automobile est équipé au niveau d’au moins une des roues d’un frein. Il peut s’agir d’un frein à disque ou d’un frein à tambour.A motor vehicle is equipped with a brake on at least one of the wheels. This can be a disc brake or a drum brake.
Dans le cas d’un frein à disque à étrier flottant, celui-ci comporte généralement un étrier monté coulissant sur une chape fixée sur un porte-fusée, un piston monté dans l’étrier et deux plaquettes de frein de part et d’autre d’un disque fixé à la roue.In the case of a floating caliper disc brake, it generally comprises a caliper mounted sliding on a yoke fixed to a steering knuckle, a piston mounted in the caliper and two brake pads on either side of a disc fixed to the wheel.
Traditionnellement, le piston est déplacé en direction du disque, par exemple par un fluide hydraulique sous pression.Traditionally, the piston is moved towards the disc, for example by pressurized hydraulic fluid.
On cherche à remplacer l’actuation hydraulique par une actuation électromécanique pour ne pas avoir à récupérer et recycler le liquide de frein usagé. En outre un frein électromécanique n’est pas sujet aux fuites.The aim is to replace the hydraulic actuation with an electromechanical actuation so as not to have to recover and recycle the used brake fluid. In addition, an electromechanical brake is not subject to leaks.
Un frein électromécanique désigné EMB (« Electromechanical Brake » en terminologie anglo-saxonne) comporte par exemple un moteur électrique, un réducteur, un système vis-écrou convertissant la force de rotation du moteur en force de translation en sortie du réducteur, le piston et des plaquettes de frein. Lorsque le moteur électrique est alimenté, il déplace via le réducteur et le système vis-écrou le piston en direction du disque et applique la plaquette de frein contre le disque. Lorsque le sens du courant est inversé, le moteur électrique tourne en sens opposé, le piston est reculé, permettant à la plaquette de frein de s’écarter du disque de frein. Le système vis-écrou comporte généralement une vis à billes. Ce type de frein offre une grande réactivité.An electromechanical brake called EMB ("Electromechanical Brake" in English terminology) comprises, for example, an electric motor, a reducer, a screw-nut system converting the rotational force of the motor into translational force at the output of the reducer, the piston and brake pads. When the electric motor is powered, it moves the piston towards the disc via the reducer and the screw-nut system and applies the brake pad against the disc. When the direction of the current is reversed, the electric motor turns in the opposite direction, the piston is moved back, allowing the brake pad to move away from the brake disc. The screw-nut system generally comprises a ball screw. This type of brake offers high responsiveness.
Dans le domaine automobile, il y a des contraintes d’encombrement, on cherche donc à réduire les dimensions des freins et par conséquent les dimensions du moteur électrique, or la taille du moteur est liée au rapport de réduction fourni par le réducteur. On cherche également à réduire le nombre de composants afin d’augmenter la fiabilité du frein.In the automotive field, there are space constraints, so we are trying to reduce the dimensions of the brakes and consequently the dimensions of the electric motor, but the size of the motor is linked to the reduction ratio provided by the reducer. We are also trying to reduce the number of components in order to increase the reliability of the brake.
En utilisant un réducteur comprenant un train épicycloïdal de type I avec quatre satellites, le rapport de réduction ne doit idéalement pas dépasser 6:1 vu la contrainte du nombre de dents minimum requis. Un tel rapport est insuffisant. Une possibilité pour augmenter le rapport de réduction est d’associer les réducteurs. Or une telle combinaison de réducteurs présente un encombrement important, ce qui limite la réduction de l’encombrement du frein.When using a reducer comprising a type I epicyclic gear train with four satellites, the reduction ratio should ideally not exceed 6:1 given the constraint of the minimum number of teeth required. Such a ratio is insufficient. One possibility for increasing the reduction ratio is to combine the reducers. However, such a combination of reducers has a large footprint, which limits the reduction in the brake's footprint.
C’est par conséquent un but de la présente demande d’offrir un frein à disque électromécanique d’encombrement réduit.It is therefore an aim of the present application to offer a compact electromechanical disc brake.
Le but énoncé ci-dessus est atteint par un frein à disque électromécanique comportant un étrier, au moins une plaquette de frein, un piston, un moteur électrique, un réducteur, un dispositif de conversion d’un mouvement de rotation en un mouvement de translation en sortie du réducteur, dans lequel le réducteur comporte un train épicycloïdal à deux étages comprenant un planétaire configuré pour être entraîné par le moteur électrique, au moins trois satellites, un porte-satellite, une couronne fixe. Les satellites sont des satellites doubles dont une première portion axiale engrène le planétaire et une deuxième portion axiale engrène la couronne fixe. Le porte-satellite est configuré pour coopérer avec le dispositif de conversion.The aim stated above is achieved by an electromechanical disc brake comprising a caliper, at least one brake pad, a piston, an electric motor, a reducer, a device for converting a rotational movement into a translational movement at the output of the reducer, in which the reducer comprises a two-stage epicyclic gear train comprising a sun gear configured to be driven by the electric motor, at least three satellites, a planet carrier, a fixed crown. The satellites are double satellites, a first axial portion of which meshes with the sun gear and a second axial portion meshes with the fixed crown. The planet carrier is configured to cooperate with the conversion device.
En utilisant des satellites doubles, le réducteur présente à la fois un grand rapport de réduction et une grande compacité. Il en résulte un frein présentant un encombrement réduit.By using double satellites, the reducer has both a large reduction ratio and great compactness. The result is a brake with a reduced footprint.
De plus le nombre de pièces du réducteur est réduit, il en résulte une diminution de la masse du réducteur et donc du frein.In addition, the number of parts in the reducer is reduced, resulting in a reduction in the mass of the reducer and therefore of the brake.
En outre, grâce à l’obtention d’un rapport de réduction élevé, il est possible de réduire le couple requis en entrée du réducteur à appliquer par le moteur électrique, ce qui permet d’utiliser un moteur électrique de taille réduite.Furthermore, by obtaining a high reduction ratio, it is possible to reduce the torque required at the input of the reducer to be applied by the electric motor, which allows the use of a reduced-size electric motor.
De manière avantageuse, le profil et/ou le module des dents des deux portions axiales des satellites doubles peuvent être différents, ce qui permet de s’adapter à différents types d’environnement et de ménager un espace intérieur pour intégrer un système vis – écrou, avantageusement vis à billes – écrou.Advantageously, the profile and/or the module of the teeth of the two axial portions of the double satellites can be different, which makes it possible to adapt to different types of environment and to provide an internal space to integrate a screw-nut system, advantageously a ball screw-nut system.
La présente invention a alors pour objet un frein à disque électromécanique comportant un étrier, au moins une plaquette de frein, un piston monté mobile en translation dans l’étrier le long d’un axe longitudinal, et un actionneur électromécanique configuré pour déplacer le piston contre la plaquette de frein et l’appliquer contre un disque de frein, ledit actionneur électromécanique comportant un moteur électrique, un système de réduction, un dispositif de conversion d’une force de rotation en une force de translation configuré pour appliquer ladite force de translation au piston. Le système de réduction comporte un porte-satellite portant au moins trois satellites, un planétaire configuré pour être mis en rotation par le moteur électrique, une couronne fixe par rapport à l’étrier, ladite couronne étant munie d’une denture intérieure, et ledit porte-satellite étant connecté au dispositif de conversion pour lui appliquer la force de rotation. Lesdits satellites sont des satellites doubles comportant un premier pignon engrenant le planétaire et un deuxième pignon engrenant la denture intérieure de la couronne, lesdits premier et deuxième pignons étant solidaires en rotation l’un de l’autre.The present invention then relates to an electromechanical disc brake comprising a caliper, at least one brake pad, a piston mounted so as to be movable in translation in the caliper along a longitudinal axis, and an electromechanical actuator configured to move the piston against the brake pad and apply it against a brake disc, said electromechanical actuator comprising an electric motor, a reduction system, a device for converting a rotational force into a translational force configured to apply said translational force to the piston. The reduction system comprises a planet carrier carrying at least three planets, a sun gear configured to be rotated by the electric motor, a ring gear fixed relative to the caliper, said ring gear being provided with internal teeth, and said planet carrier being connected to the conversion device to apply the rotational force thereto. Said satellites are double satellites comprising a first pinion meshing with the sun gear and a second pinion meshing with the internal teeth of the crown, said first and second pinions being integral in rotation with each other.
De préférence, le dispositif de conversion comporte une vis, avantageusement une vis à billes, et un écrou, ledit écrou étant aligné avec l’axe du frein et comportant une extrémité longitudinale reçue dans le porte-satellite. La vis est immobilisée en rotation par coopération avec le piston.Preferably, the conversion device comprises a screw, advantageously a ball screw, and a nut, said nut being aligned with the axis of the brake and comprising a longitudinal end received in the planet carrier. The screw is immobilized in rotation by cooperation with the piston.
Dans un exemple de réalisation, le deuxième pignon comporte des dents dont le profil et/ou le module est et/ou sont différents du profil et/ou du module des dents du premier pignon.In an exemplary embodiment, the second pinion comprises teeth whose profile and/or module is and/or are different from the profile and/or module of the teeth of the first pinion.
Dans un exemple avantageux, l’axe du moteur électrique est parallèle à l’axe du frein et le système de réduction comporte un premier module de réduction entraînant en rotation le planétaire.In an advantageous example, the axis of the electric motor is parallel to the axis of the brake and the reduction system comprises a first reduction module rotating the planetary gear.
Très avantageusement, le porte-satellites comporte trois satellites doubles.Very advantageously, the satellite carrier has three double satellites.
De préférence, le premier pignon et le deuxième pignon de chaque satellite sont d’un seul tenant.Preferably, the first pinion and the second pinion of each satellite are of a single piece.
Dans un exemple de réalisation, le porte-satellites comporte des axes parallèles à l’axe longitudinal du deuxième module de réduction sur chacun desquels est monté un satellite double, et un roulement est prévu entre l’axe et le satellite double.In an exemplary embodiment, the planet carrier comprises axes parallel to the longitudinal axis of the second reduction module on each of which a double satellite is mounted, and a bearing is provided between the axis and the double satellite.
De préférence, le système de réduction présente un rapport de réduction de l’ordre de 80 :1, et le rapport de réduction entre le planétaire et la sortie du porte-satellite est d’au moins de l’ordre de 12 :1.Preferably, the reduction system has a reduction ratio of the order of 80:1, and the reduction ratio between the sun gear and the output of the planet carrier is at least of the order of 12:1.
Le frein à disque est par exemple un frein à disque à étrier flottant.The disc brake is for example a floating caliper disc brake.
La description qui va suivre sera mieux comprise à l’aide des dessins en annexes sur lesquels :
L’avant et l’arrière sont à considérer dans le sens de déplacement du piston lors d’une application d’une force de freinage.The front and rear are to be considered in the direction of piston movement when applying a braking force.
Sur les figures 1 à 3, on peut voir un exemple de frein à disque électromécanique selon l’invention.Figures 1 to 3 show an example of an electromechanical disc brake according to the invention.
Le frein à disque F comporte un étrier 102 coulissant muni de colonnettes 104 destinées à coulisser dans des alésages pratiqués dans une chape (non représentée), qui est destinée à être fixée à un porte-fusée. L’étrier 102 comporte un corps 105 et une voûte 106 fixée au corps 105 par une extrémité et destinée à chevaucher un disque de frein 109 (représenté en trait interrompu sur la
L’étrier comporte un actionneur de freinage 108 et deux plaquettes de frein P1 et P2 (
La plaquette P1 est disposée entre l’actionneur 108 et le disque 109 solidaire en rotation de la roue (représenté en trait interrompu) et est désignée « plaquette intérieure ». La plaquette P2 est disposée entre le nez d’étrier 110 situé à l’extrémité libre de la voûte et le disque, et est désignée « plaquette extérieure ».The pad P1 is arranged between the actuator 108 and the disk 109 rotationally fixed to the wheel (shown in a broken line) and is designated the “inner pad”. The pad P2 is arranged between the caliper nose 110 located at the free end of the arch and the disk, and is designated the “outer pad”.
L’actionneur de freinage 108 est un actionneur électromécanique comportant un moteur électrique M, un système de réduction R, un dispositif de conversion V d’un déplacement en rotation en un déplacement en translation et un piston 111 mobile en translation le long d’un axe X. Le piston 111 est en contact avec la face arrière de la plaquette de frein P1. Le moteur M et une partie du système de réduction R sont reçus dans un carter C fixé sur l’arrière du corps de l’étrier.The brake actuator 108 is an electromechanical actuator comprising an electric motor M, a reduction system R, a device V for converting a rotational movement into a translational movement and a piston 111 movable in translation along an axis X. The piston 111 is in contact with the rear face of the brake pad P1. The motor M and a part of the reduction system R are received in a casing C fixed on the rear of the caliper body.
Dans l’exemple représenté, le dispositif de conversion V d’un déplacement en rotation en un déplacement en translation est un dispositif vis-écrou, très avantageusement comportant une vis à bille 112 et un écrou 114. L’écrou 114 est relié à la sortie du système de réduction R afin d’être entraîné en rotation par celui-ci. La vis à bille 112 est, quant à elle, immobilisée en rotation autour de l’axe X et se déplace en translation suivant ce même axe, permettant ainsi la transmission de l’effort de freinage. Dans cet exemple, un pion 116 entre le piston 111 et l’écrou 114 assure, par effet de butée, la fin de course de la vis à bille 112 dans la phase de rappel du piston 111. En variante, on utilise des moyens comportant une butée, telle qu’une butée radiale. Le pion peut indifféremment être solidaire de l’écrou 114 ou du piston 111.In the example shown, the conversion device V of a rotational movement into a translational movement is a screw-nut device, very advantageously comprising a ball screw 112 and a nut 114. The nut 114 is connected to the output of the reduction system R in order to be driven in rotation by the latter. The ball screw 112 is, for its part, immobilized in rotation about the axis X and moves in translation along this same axis, thus allowing the transmission of the braking force. In this example, a pin 116 between the piston 111 and the nut 114 ensures, by a stop effect, the end of travel of the ball screw 112 in the return phase of the piston 111. Alternatively, means comprising a stop, such as a radial stop, are used. The pin can be indifferently integral with the nut 114 or the piston 111.
L’écrou 114 comporte un corps 114.1 muni d’un passage taraudé coopérant avec la vis à billes 112 et une collerette 114.2 s’étendant radialement vers l’extérieur.The nut 114 comprises a body 114.1 provided with a threaded passage cooperating with the ball screw 112 and a collar 114.2 extending radially outwards.
Des roulements 118 sont prévus entre l’écrou et le corps de l’étrier. Dans cet exemple les roulements 118 sont des roulements à rouleaux, des rouleaux 120 étant interposés entre la face arrière de la collerette 114.2 et le corps 105 de l’étrier 102, et des rouleaux 120 sont interposés entre la face latérale extérieure du corps 114.1 de l’écrou et le corps 105 de l’étrier 102.Bearings 118 are provided between the nut and the body of the caliper. In this example, the bearings 118 are roller bearings, rollers 120 being interposed between the rear face of the collar 114.2 and the body 105 of the caliper 102, and rollers 120 are interposed between the outer lateral face of the body 114.1 of the nut and the body 105 of the caliper 102.
Lorsque le moteur électrique M est activé dans un sens de génération d’un freinage, l’écrou 114 est mis en rotation autour de l’axe X provoquant le déplacement en translation de la vis à bille 112 le long de l’axe X, appliquant ainsi la plaquette de frein P1 contre une face du disque de frein 109, et par réaction la plaquette de frein P2 contre l’autre face du disque de frein 109.When the electric motor M is activated in a braking generation direction, the nut 114 is rotated about the axis X causing the ball screw 112 to move in translation along the axis X, thus applying the brake pad P1 against one face of the brake disc 109, and by reaction the brake pad P2 against the other face of the brake disc 109.
Dans l’exemple représenté, le système de réduction R comporte un premier module de réduction R1 et un deuxième module de réduction R2.In the example shown, the reduction system R comprises a first reduction module R1 and a second reduction module R2.
Dans cet exemple, le moteur électrique M est disposé sur le côté de l’étrier 102 et l’axe X1 de son arbre de sortie est parallèle à l’axe X.In this example, the electric motor M is arranged on the side of the caliper 102 and the axis X1 of its output shaft is parallel to the X axis.
Le premier module de réduction R1 est interposé entre le moteur M et le deuxième module de réduction R2 et assure la transmission de l’effort de rotation de l’axe X1 à l’axe X. Le premier module de réduction R1 est logé dans le carter C et comporte un train à trois roues, comprenant un pignon moteur en prise avec l’arbre moteur, une roue folle et un pignon. La roue folle intermédiaire permet d’assurer l’entraxe entre les axes X1 et X et ne change pas le rapport entre le pignon d’entrée du moteur M et le pignon d’entrée du réducteur R.The first reduction module R1 is interposed between the motor M and the second reduction module R2 and ensures the transmission of the rotational force from the axis X1 to the axis X. The first reduction module R1 is housed in the housing C and comprises a three-wheel train, comprising a motor pinion meshing with the motor shaft, an idler wheel and a pinion. The intermediate idler wheel ensures the center distance between the axes X1 and X and does not change the ratio between the input pinion of the motor M and the input pinion of the reducer R.
Le deuxième module de réduction R2 présente un axe X2 (
Sur les figures 4 à 6, on peut voir un exemple de réalisation du deuxième module de réduction R2.Figures 4 to 6 show an example of the implementation of the second reduction module R2.
Le deuxième module de réduction R2 est un réducteur planétaire ou à train épicycloïdal comportant deux étages.The second reduction module R2 is a planetary or epicyclic gear reducer with two stages.
Le deuxième module de réduction R2 comporte un planétaire 1 entraîné par le moteur électrique M via le premier module de réduction R1, un porte-satellite 2 formant une cage, des satellites 4 et une couronne 6 qui est immobilisée en rotation dans le corps d’étrier 105. L’immobilisation en rotation est assurée par exemple au moyen de nervures dont le nombre est déterminé en fonction du couple encaissé par la pièce.The second reduction module R2 comprises a sun gear 1 driven by the electric motor M via the first reduction module R1, a planet carrier 2 forming a cage, planet gears 4 and a crown 6 which is immobilized in rotation in the caliper body 105. The immobilization in rotation is ensured for example by means of ribs, the number of which is determined according to the torque absorbed by the part.
La cage du porte-satellite 2 comporte une première base 7 en forme d’anneau et une deuxième base 8 en forme d’anneau reliées par des montants 10, quatre dans l’exemple représenté. Les anneaux sont centrés sur l’axe X1.The cage of the satellite carrier 2 comprises a first ring-shaped base 7 and a second ring-shaped base 8 connected by uprights 10, four in the example shown. The rings are centered on the axis X1.
Chaque satellite 4 est monté en rotation autour d’un axe 12 fixé par une extrémité à la première base 7 de la cage et par une autre extrémité à la deuxième base 8. Les extrémités des axes sont par exemple serties dans les bagues. De préférence des roulements (non visibles) sont prévus entre chaque axe 12 et chaque satellite 4.Each satellite 4 is mounted in rotation about an axis 12 fixed by one end to the first base 7 of the cage and by another end to the second base 8. The ends of the axes are for example crimped in the rings. Preferably bearings (not visible) are provided between each axis 12 and each satellite 4.
Selon l’invention, chaque satellite 4 est un satellite double comportant un premier pignon 4.1 formant une première portion longitudinale du satellite 4 et un deuxième pignon 4.2 formant une deuxième portion longitudinale du satellite 4. Le premier pignon 4.1 et le deuxième pignon 4.2 sont solidaires entre eux et de préférence d’un seul tenant.According to the invention, each satellite 4 is a double satellite comprising a first pinion 4.1 forming a first longitudinal portion of the satellite 4 and a second pinion 4.2 forming a second longitudinal portion of the satellite 4. The first pinion 4.1 and the second pinion 4.2 are integral with each other and preferably in one piece.
Les satellites 4 sont répartis angulairement de manière régulière autour de l’axe X2.The 4 satellites are distributed angularly in a regular manner around the X2 axis.
Les premiers pignons 4.1 sont configurés pour engrener le planétaire en prise avec un arbre de sortie du premier module de réduction R1.The first pinions 4.1 are configured to mesh with the sun gear engaged with an output shaft of the first reduction module R1.
Les deuxièmes pignon 4.2 engrènent une denture intérieure 16 de la couronne 6.The second pinion 4.2 meshes with an internal toothing 16 of the crown 6.
La deuxième base 8 de la cage est configurée pour transmettre l’effort de sortie au dispositif de conversion V. Dans l’exemple représenté, le porte-satellite 2 est connecté mécaniquement à l’écrou 114 de sorte à lui transmettre l’effort de rotation. Le choix de la connexion mécanique entre le porte-satellite et l’écrou dépend du procédé de fabrication du porte-satellites et de l’écrou. Par exemple, la connexion comporte des cannelures à développante de cercle ou des cannelures en dodécagone, i.e. à 12 côtés plats.The second base 8 of the cage is configured to transmit the output force to the conversion device V. In the example shown, the planet carrier 2 is mechanically connected to the nut 114 so as to transmit the rotation force thereto. The choice of the mechanical connection between the planet carrier and the nut depends on the manufacturing method of the planet carrier and the nut. For example, the connection comprises circular involute splines or dodecagon splines, i.e. with 12 flat sides.
Le fonctionnement du module de réduction est le suivant.The operation of the reduction module is as follows.
Les satellites 4 sont entraînés en rotation par la coopération entre les premiers pignons 4.1 et le planétaire 1 en prise avec le premier module de réduction entraîné par le moteur électrique M.The satellites 4 are driven in rotation by the cooperation between the first pinions 4.1 and the sun gear 1 meshing with the first reduction module driven by the electric motor M.
Du fait de l’engrènement des deuxièmes pignons 4.2 avec la denture intérieure de la couronne qui est fixe, les deuxièmes pignons 4.2 tournent autour de l’axe X1 dans la couronne entraînant le porte-satellite. L’écrou 114 est alors entraînée en rotation.Due to the meshing of the second pinions 4.2 with the internal teeth of the crown which is fixed, the second pinions 4.2 rotate about the axis X1 in the crown driving the planet carrier. The nut 114 is then driven in rotation.
Le nombre de satellites n’est pas limitatif. En variante le réducteur comporte trois satellites, la cage est alors adaptée et comporte trois montants.The number of satellites is not limited. Alternatively, the reducer has three satellites, the cage is then adapted and has three uprights.
La mise en œuvre d’un tel deuxième module de réduction permet d’obtenir un rapport de réduction sensiblement plus élevé qu’un réducteur épicycloïdal standard, tout en présentant un encombrement limité.The implementation of such a second reduction module makes it possible to obtain a reduction ratio significantly higher than a standard epicyclic reducer, while having a limited footprint.
Par exemple, on peut atteindre un rapport de réduction de l’ordre de 17 :1 avec un deuxième module de réduction à trois satellites, alors qu’un train épicycloïdal à trois satellites offre un rapport de réduction maximal de l’ordre de 10 :1.For example, a reduction ratio of around 17:1 can be achieved with a second three-satellite reduction module, while a three-satellite epicyclic gear train offers a maximum reduction ratio of around 10:1.
On peut atteindre un rapport de réduction de l’ordre de 12 :1 avec un deuxième module de réduction à quatre satellites, alors qu’un train épicycloïdal à quatre satellites offre un rapport de réduction maximal de l’ordre de 6 :1. Plus le nombre de satellites est important, plus l’effort est partagé entre les satellites. Il est alors possible de réduire l’encombrement axial pour un même matériau composant les satellites. Le deuxième module de réduction comporte au moins 3 satellites, par exemple 3, 4 ou 5 satellites.A reduction ratio of around 12:1 can be achieved with a second reduction module with four satellites, while a four-satellite epicyclic gear train offers a maximum reduction ratio of around 6:1. The greater the number of satellites, the more the force is shared between the satellites. It is then possible to reduce the axial size for the same material composing the satellites. The second reduction module has at least 3 satellites, for example 3, 4 or 5 satellites.
Ainsi la mise en œuvre d’un tel deuxième module de réduction permet de réaliser un système de réduction offrant un rapport de réduction de l’ordre de 80 :1 avec un premier module de réduction plus petit. Il en résulte que le couple en entrée à appliquer par le moteur électrique est plus faible. Un moteur plus petit est alors suffisant, ce qui participe à une réduction globale de l’encombrement. Par exemple, un couple d’entrée de 1,5 Nm peut être suffisant.Thus, the implementation of such a second reduction module makes it possible to produce a reduction system offering a reduction ratio of around 80:1 with a smaller first reduction module. As a result, the input torque to be applied by the electric motor is lower. A smaller motor is then sufficient, which contributes to an overall reduction in size. For example, an input torque of 1.5 Nm may be sufficient.
Le réducteur selon l’invention est compatible avec une configuration parallèle, c’est-à-dire une architecture dans laquelle l’axe de rotation X1 du moteur et l’axe X du réducteur sont parallèles et sont reliés par une roue intermédiaire. Le réducteur selon l’invention est également compatible avec une configuration série, c’est-à-dire une architecture dans laquelle l’axe du moteur X1 et l’axe X du réducteur sont coaxiaux, la connexion entre le moteur M et le réducteur R étant réalisé par exemple via un train épicycloïdal supplémentaire.The reducer according to the invention is compatible with a parallel configuration, i.e. an architecture in which the axis of rotation X1 of the motor and the axis X of the reducer are parallel and are connected by an intermediate wheel. The reducer according to the invention is also compatible with a series configuration, i.e. an architecture in which the axis of the motor X1 and the axis X of the reducer are coaxial, the connection between the motor M and the reducer R being made for example via an additional epicyclic gear train.
De manière très avantageuse, le deuxième module de réduction R2 comporte un espace central E qui permet de loger au moins une partie du dispositif de conversion. Dans l’exemple représenté, une extrémité longitudinale de la vis à billes est logée dans le porte-satellite, ce qui permet de réduire la dimension axiale de l’actionneur électromécanique.Very advantageously, the second reduction module R2 comprises a central space E which makes it possible to house at least part of the conversion device. In the example shown, a longitudinal end of the ball screw is housed in the planet carrier, which makes it possible to reduce the axial dimension of the electromechanical actuator.
Par ailleurs, de manière très avantageuse, il est possible de choisir des profils de dent et/ou ayant des modules différents entre le premier pignon 4.1 et le deuxième pignon 4.2 de chaque satellite, ce qui offre une grande liberté notamment dans la configuration de la forme intérieure du réducteur, permettant par exemple de pouvoir aménager l’espace au centre du réducteur avec une plus grande liberté.Furthermore, very advantageously, it is possible to choose tooth profiles and/or having different modules between the first pinion 4.1 and the second pinion 4.2 of each satellite, which offers great freedom in particular in the configuration of the internal shape of the reducer, allowing for example to be able to arrange the space in the center of the reducer with greater freedom.
Le deuxième module réducteur présente en outre l’avantage de comporter peu de pièces, il présente alors une grande compacité et une simplicité de réalisation, comparativement à l’association en série de deux réducteurs.The second reduction module also has the advantage of having few parts, making it very compact and easy to produce, compared to the series connection of two reduction units.
Puisqu’il met en œuvre des satellites double, le nombre d’arbres est limité, ce qui réduit le nombre de roulements éventuellement mis en œuvre entre le satellite et l’arbre.Since it implements double satellites, the number of shafts is limited, which reduces the number of bearings possibly implemented between the satellite and the shaft.
Le deuxième module réducteur R2 est de préférence réalisé entièrement en acier.The second reduction module R2 is preferably made entirely of steel.
Dans un autre exemple de réalisation, l’actionneur est tel que l’axe du moteur électrique est aligné avec l’axe du frein X. Dans un exemple de réalisation, le système de réduction comporte uniquement le module de réduction R2, et le moteur électrique est en prise directe avec les satellites du module de réduction R2.In another exemplary embodiment, the actuator is such that the axis of the electric motor is aligned with the axis of the brake X. In an exemplary embodiment, the reduction system comprises only the reduction module R2, and the electric motor is in direct engagement with the satellites of the reduction module R2.
Le frein à disque selon l’invention est tel qu’il permet de présenter une dimension dans la direction X plus faible comparativement à des freins à disque électromécaniques de l’état de la technique ayant une vis à billes de même longueur, notamment en utilisant une partie de l’espace disponible au sein du porte-satellite pour loger au moins une partie de la vis à billes.The disc brake according to the invention is such that it makes it possible to have a smaller dimension in the X direction compared to electromechanical disc brakes of the state of the art having a ball screw of the same length, in particular by using part of the space available within the planet carrier to house at least part of the ball screw.
Alternativement, il permet de conserver un frein de même longueur qu’un frein à disque électromécanique de l’état de la technique, tout en mettant en œuvre une vis à billes plus longue, la longueur supplémentaire étant logée dans le porte-satellite.Alternatively, it allows the brake to be kept the same length as a state-of-the-art electromechanical disc brake, while implementing a longer ball screw, the additional length being housed in the planet carrier.
Le réducteur selon l’invention permet de garder un rendement similaire à celui des trains épicycloïdaux type I supérieur à 95% sous conditions normales de chargement et température.The reducer according to the invention makes it possible to maintain an efficiency similar to that of type I epicyclic gears greater than 95% under normal loading and temperature conditions.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR2304030A FR3148064A1 (en) | 2023-04-21 | 2023-04-21 | ELECTROMECHANICAL DISC BRAKE WITH INCREASED COMPACTNESS |
Applications Claiming Priority (2)
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ID=87036639
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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FR2304030A Pending FR3148064A1 (en) | 2023-04-21 | 2023-04-21 | ELECTROMECHANICAL DISC BRAKE WITH INCREASED COMPACTNESS |
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7021415B2 (en) * | 2002-02-01 | 2006-04-04 | Stoneridge Control Devices, Inc. | Electro-mechanical actuator for an electrically actuated parking brake |
US10316915B2 (en) * | 2014-04-01 | 2019-06-11 | Freni Brembo S.P.A. | Brake gear motor group |
CN113752821A (en) * | 2021-09-16 | 2021-12-07 | 青岛莱吉传动系统科技有限公司 | High-speed wheel-side motor driving system speed reducing mechanism based on composite planetary gear train |
-
2023
- 2023-04-21 FR FR2304030A patent/FR3148064A1/en active Pending
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