FR2896557A1

FR2896557A1 - Dispositif reducteur

Info

Publication number: FR2896557A1
Application number: FR0600738A
Authority: FR
Inventors: Corrado Caruso; Nicola Tristano
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-01-26
Filing date: 2006-01-26
Publication date: 2007-07-27
Anticipated expiration: 2026-01-26
Also published as: FR2896557B1

Abstract

L'invention concerne un réducteur comportant deux couronnes dentées coaxiales (5, 6) de même diamètre dont les dentures comportent des nombres de dents différents. Au moins deux paires d'engrenages (11A, 11B, 11C) comportant chacune un premier et un deuxième engrenage coaxiaux (11.1, 11.2) solidaires entre eux en rotation. Le premier engrenage (11.1) de chaque paire d'engrenages est destiné à engrener dans la denture d'une première couronne dentée (5) et le deuxième engrenage (11.2) est destiné à engrener dans la denture de la deuxième couronne dentée (6). Les paires d'engrenages se déplaçent en commun sur les dentures desdites couronnes dentées.Applications: tireurs de câbles pour freins à main automobiles.

Description

1 L'invention concerne un système réducteur et plus particulièrement un

réducteur de traction. L'invention est plus particulièrement applicable à un dispositif de traction qui peut fournir, à l'aide d'un nombre limité de composants, un rapport de réduction élevé avec un couple transmis élevé. ETAT DE LA TECHNIQUE De façon connue, les réducteurs de transmission ont un axe d'entrée qui est commandé de l'extérieur avec un couple relativement faible et une vitesse de rotation élevée. Un axe de sortie fournit un couple élevé à une vitesse de rotation du dispositif de sortie faible. De plus, le cadre ou le boîtier est souvent fixe et réagit au couple foarni en sortie. Pour des applications spéciales, le couple de réaction a besoin d'être appliqué entre deux axes de sortie tournants. La rotation de l'axe d'entrée pourra générer une rotation relative entre les deux axes de sortie pratiquement indépendamment des mouvements de chacun d'eux. L'un ou l'autre sera fixé ou tournera à une vitesse quelconque, l'autre suivra le premier avec une vitesse relative. Une fonction similaire peut être assurée par un réducteur à engrenages coaxiaux, par exemple, les systèmes à engrenages planétaires qui tournent sur eux-mêmes et qui tournent par rapport à au moins un autre engrenage, peuvent dans certains systèmes utiliser le boîtier du réducteur comme axe de sortie secondaire. Un 2

dispositif support peut alors être prévu pour suspendre ou maintenir le boîtier du réducteur. C'est ainsi qu'on connaît des systèmes d'engrenages de types Wolfrom-gear dont le fonctionnement est basé sur un décalage relatif entre deux engrenages coaxiaux. Ces deux engrenages ont même diamètre mais possèdent sur leur surface périphérique des nombres de dents différents avec lesquelles coopèrent des engrenages satellites.

L'ob2et de l'invention est un perfectionnement à un tel type de réducteur. Une application possible de l'invention est la réalisation de dispositif de traction de frein à commande par câbles pour véhicule automobile.

L'invention concerne donc une autre conception alternative d'un tel dispositif dans laquelle on prévoit avantageusement que l'axe d'entrée est orthogonal aux axes de sortie pour obtenir une réalisation plus compacte.

RESUME DE L'INVENTION L'invention concerne donc un système réducteur comportant une première et une deuxième couronne dentée coaxiales de même diamètre dont les dentures comportent des nombres de dents différents et au moins deux paires d'engrenages comportant chacune un premier et un deuxième engrenage coaxiaux solidaires entre eux en rotation. Le premier engrenage de chaque paire d'engrenages est destiné à engrener dans la denture de la première couronne dentée et le deuxième engrenage de chaque paire d'engrenages 3

est destiné à engrener dans la denture de la deuxième couronne dentée. Lesdites paires d'engrenages se déplacent en commun sur les dentures desdites couronnes dentées.

Selon l'invention on prévoit avantageusement que lesdites paires d'engrenages ont leur déplacement, le long des surfaces dentées des première et deuxième couronnes, commandé par un dispositif support. Le système comporte en outre un dispositif de commande de rotation qui commande la rotation d'une troisième couronne laquelle commande la rotation du dispositif support. Selon cette variante de réalisation de l'invention, on pourra alors prévoir que le dispositif de commande de rotation ait son axe de commande orthogonal à l'axe central desdites couronnes dentées. Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, les dentures desdites couronnes dentées sont situées sur les surfaces intérieures des couronnes dentées. Dans une telle forme de réalisation on prévoit avantageusement un axe central autour duquel tournent la première et/ou la deuxième couronne dentée ainsi que les paires d'engrenages. Les axes des paires d'engrenages sont parallèles audit axe central. Par ailleurs, l'invention prévoit que pour tout ou parties desdites paires d'engrenages, le premier engrenage de chaque paire d'engrenages est 4

décalé angulaire par rapport au deuxième engrenage. Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, lesdites paires d'engrenages sont réparties régulièrement par rapport aux surfaces dentées des couronnes dentées et que le décalage angulaire entre deux engrenages d'une même paires d'engrenages est donné par la formule: (pn = [(n-l) . q . 360)]/ N où: - N est le nombre de paires d'engrenages, - q est la différence de nombres de dents entre les deux couronnes dentées (5, 6), n est le numéro d'ordre de la paire 15 d'engrenages. Dans une telle variante, on prévoira avantageusement que la troisième couronne possède une surface dentée et en ce qu'un engrenage permet de coupler l'axe de commande du dispositif de 20 commande (1) à la troisième couronne. De façon générale, on considèrera que chaque paire d'engrenages comporte deux engrenages coaxiaux de même diamètre et de même nombre de dents. 25 Dans une telle forme de réalisation on prévoira que chaque paire d'engrenages comporte un dispositif d'immobilisation angulaire des deux engrenages l'un par rapport à l'autre. Pour mettre en oeuvre ce dispositif 30 d'immobilisation angulaire les deux engrenages d'une paire d'engrenages sont accolés l'un à l'autre par leurs flancs axiaux. Une face axiale d 'un engrenage peut comporter un bossage axial ayant une forme géométrique régulière. Une face axiale d'un autre engrenage comporte alors un 5 creux axial dont la forme est complémentaire dudit bossage de façon à ce que celui-ci puisse s'emboîter dans ledit creux dans différentes positions possibles. Selon une variante de réalisation, pour mettre en oeuvre le dispositif d'immobilisation angulaire, les deux engrenages d'une paire d 'engrenages sont accolés l'un à l'autre par leurs faces axiales, chacune desdites faces axiales possédant un creux axial ayant une forme géométrique régulière. Une pièce d'assemblage également de même forme que lesdits creux est alors prévue pour être placée dans ces creux et pour solidariser ainsi les deux engrenages en rotation.

La présente invention se rapporte principalement à un système réducteur pour un frein de parking ainsi qu'aux dispositifs de freins de parking comportant de tels systèmes réducteurs.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES Les différents objets et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement dans la description qui va suivre et faite à titre d 'exemple en liaison avec les figures annexées qui représentent: 6

- les figures 1 et 2, des vues en perspectives d'un exemple de réalisation du système conforme à l'invention, - la figure 3, une paire d'engrenages 5 utilisables dans le système des figures 1 et 2, - la figure 4, une vue en plan des couronnes dentées et des paires d'engrenages du système des figures 1 et 2, 10 - les figures 5a à 5d, des modes de réalisation des paires d'engrenages du système des figures 1 et 2, - la figure 6, une application du système de l'invention à un système de traction de 15 câbles pour freins automobiles commandés par câbles. DESCRIPTION DETAILLEE Le réducteur de l'invention comporte essentiellement deux étages. Le premier étage permet un 20 renvoi angulaire ainsi qu'un premier rapport de réduction. Le deuxième étage comporte des composants coaxiaux permettant de fournir un deuxième rapport de réduction. Ce deuxième étage se présente sous forme d'un arrangement symétrique. Cette arrangement permet de 25 réaliser un réducteur très compact dans la dimension axiale et présentant une résistance élevée aux charges latérales. Les figures 1 et 2 représentent, sous des angles différents, des vues en perspectives d'un exemple de 30 réalisation du système réducteur selon l'invention. Ce système réducteur comporte: 7

- un dispositif de commande rotatif ou actuateur 1 tel qu'un moteur électrique, un premier étage de réduction qui permet un renvoi selon une direction orthogonale de la commande du moteur et une réduction de la vitesse de rotation. Cette transmission se fait par un engrenage 2 vers une couronne 3 dont une surface plane est dentée. Sans sortir de l'invention, on pourrait avoir un système de transmission à l'aide d'un engrenage conique. Ce premier étage permet de découpler l'axe du moteur 1 du deuxième étage et de réaliser un dispositif dont la dimension axiale est réduite. - un deuxième étage de réduction qui comporte un axe 4 et deux couronnes dentées 5 et 6 centrées sur cet axe 4. Les surfaces dentées 50 et 60 de ces couronnes sont des surfaces intérieures parallèles à l'axe 4. Chacune des couronnes 5 et 6 est solidaire, par un flanc (7 et 8), d'un manchon (9 et 10) qui entoure l'axe 4. Les surfaces dentées des couronnes 5 et 6 ont mêmes diamètres intérieurs. Par contre les nombres de dents des deux couronnes sont différents. A titre d'exemple, dans l'exemple de réalisation décrit les nombres de dents des deux couronnes diffèrent d'une dent. Par ailleurs, le deuxième étage de réduction comporte trois paires d'engrenages 11A, 11B, 11C situées à l'intérieur des couronnes avec leurs dents qui engrènent avec les dents des surfaces intérieures des couronnes. Ces paires d'engrenages sont espacées régulièrement les unes des autres sur les surfaces intérieures des couronnes. De plus, ces paires 8

d'engrenages sont mobiles en rotation autour d'axes 13A, 13B, 13C qui sont supportés par un dispositif support 12. Le dispositif support 12 est connecté à la couronne 3 et est centré sur l'axe 4. Ce dispositif support peut donc tourner autour de l'axe 4 sous la commande de la couronne 3 et donc sous la commande du moteur 1. Celui-ci entraîne alors les paires d'engrenages 11A 11B, 11C en rotation autour de l'axe 4. Selon une variante de réalisation on prévoit que 10 le dispositif support est monté autour des manchons 9 et 10. Les paires d'engrenages 11A, 11B, 11C comportent chacune deux engrenages disposés selon le même axe. C'est ainsi que la paire d'engrenages 11A comporte les 15 engrenages liai et lla2 disposés selon l'axe 13A. La paire d'engrenages 11B comporte les engrenages 11bl et llb2 disposés selon l'axe 13B. La paire d'engrenages 11C comporte les engrenages llcl et llc2 disposés selon l'axe 13C. 20 Les engrenages d'une même paire d'engrenages ont même diamètre et même nombre de dents. Avantageusement, on peut prévoir de surcroît que tous les engrenages de ces paires de dents sont identiques en diamètres et en nombres de dents. 25 Les engrenages supérieurs de chaque paire d'engrenages, tel que l'engrenage liai de la paire d'engrenages 11A, engrènent avec la couronne dentée 5 et les engrenages inférieurs de chaque paire d'engrenages, tel que l'engrenage lla2 de la paire d'engrenages 11A, 30 engrènent avec la couronne dentée 6. 9

Les engrenages d'une même paires sont solidaires en rotation, mais peuvent être déphasés angulairement l'un par rapport à l'autre et le déphasage angulaire qui existe entre deux engrenages est donc fixe f.

Ces déphasages sont mis à profit dans l'invention, comme cela sera décrit ci-après, en raison des nombres différents de dents des couronnes dentées 5 et 6. Selon l'invention, les couronnes 5 et 6 ne 10 pourront avoir que q dents en phase. Les autres dents présenteront des déphasages progressifs. Puisque les engrenages des différentes paires d'engrenages doivent s'engrener dans les dentures des deux couronnes 5 et 6, les engrenages de chaque paire 15 d'engrenages doivent présenter un déphasage entre eux qui est fonction de leur position par rapport aux couronnes dentées 5 et 6. A titre d'exemple de réalisation non limitatif, on peut prévoir que les nombres de dents des deux 20 couronnes 5 et 6 diffèrent de une dent (q=1) et qu'il est prévu N=3 paires d'engrenages. Si on prévoit, par exemple que les engrenages Hal et lla2 de la paire d'engrenages 11A sont en phase, cette paire d'engrenages va forcer les deux couronnes 5 et 6 à être en phase aux points de 25 contact des engrenages liai et lla2 avec les couronnes dentées 5 et 6 respectivement. Par contre, les engrenages des deux autres paires d'engrenages 11B et 11C doivent être déphasés entre eux en fonction de leurs positions par rapport aux couronnes dentées 5 et 6. Si on prévoit 30 selon un mode de réalisation préféré de l'invention que les paires d'engrenages sont réparties régulièrement sur 10

les surfaces dentées des couronnes 5 et 6, et qu'elle sont donc localisées à 120 de la paires d'engrenage 11A pour la paire 11B et à 2400 pour la paire 11C, les engrenages de la paires 11A doivent être déphasés de 120 l'un par rapport à l'autre et les engrenages de la paires 11C doivent être déphasés de 240 l'un par rapport à l'autre. De cette façon, les engrenages des différentes paires d'engrenages peuvent s'engrener dans les dentures des roues 5 et 6.

De façon générale, le déphasage (en degrés) à prévoir entre les deux engrenages d'une paires d'engrenages doit être: cpä = [(n-1) . q . 360)]/ N où: - N est le nombre de paires d'engrenages, - q est la différence de nombres de dents entre les deux couronnes dentées, n est le numéro d'ordre d'une paire d'engrenages.

La figure 3 représente une paire d'engrenages où l'on voit que les deux engrenages 11.1 et 11.2 sont décalés angulairement l'un par rapport à l'autre. La figure 4 représente en plan les deux couronnes dentées 5 et 6 avec les paires d'engrenages 11A, 11B et 11C. Les engrenages de la paire d'engrenages 11A ne sont pas déphasés. Au point de contact de cette paire d'engrenages avec les couronnes dentées, celles-ci sont en phase.

Par contre, les engrenages des paires d'engrenages 11B et 11C sont déphasés. Un engrenage de chaque paire engrène dans les dents de la couronne dentée 5, tandis que l'autre engrenage de chaque paire d'engrenages engrène dans les dents de la couronne dentée 6.

On va maintenant décrire le fonctionnement d'un tel dispositif. On suppose tout d'abord que l'une des couronnes dentées, la couronne 5 par exemple, est fixe et possède M dents tandis que l'autre couronne 6 peut tourner et possède M+q dents Lorsque sous la commande du moteur 1 et de l'engrenage 2, la couronne 3 tourne, le dispositif support 12 est entraîné en rotation. La couronne 5 étant fixe, lorsque le dispositif support 12 fait un tour complet par rapport à la couronne 5, chaque engrenage des différentes paires d'engrenages s'engrènera successivement dans M dents des roues dentées 5 et 6. Dans ces conditions, la roue dentée 6 tournera en sens opposé du sens de rotation du dispositif support 12 d'un angle correspondant à q dents.

Le rapport de réduction du système de l'invention sera donc: il, = -M/q Par contre, si la roue dentée 6 est fixe, le rapport de réduction sera: i13 = (M+q) / q Si on suppose maintenant que les deux roues sont libres en rotation, le rapport de réduction entre la rotation du dispositif support 12 et la rotation relative des deux roues dentées 5 et 6 aura une valeur intermédiaire. Si le rapport M/q est élevé, le rapport de réduction pourra être considéré comme étant sensiblement égal à M/q.

Il apparaît donc que le rapport de réduction du deuxième étage du système de l'invention dépend des nombres de dents (M) des roues dentées 5 et 6 et de leur différence (q). Un grand nombre de rapport de réduction peut donc être envisagé. Le système de l'invention présente l'avantage que les efforts radiaux appliqués au système sont supportés par l'axe 4 qui peut être relativement faible. Par ailleurs, le dispositif support 12 peut être supporté par l'axe central 4 avec un manchon (9, 10) peu coûteux puisque tous les efforts sur les couronnes dentées 5 et 6 sont auto équilibrés. Il apparaît de la description qui précède que le rapport de réduction du système est indépendant du nombre de dents des engrenages des paires d'engrenages 11A, 11B, 11C. Dans la description qui précède, les engrenages, tels que liai et 11a2, de chaque paire d'engrenages peuvent être réalisés en une seule pièce. Cependant pour des question de facilité de réalisation ils peuvent fabriqués séparément et être ensuite assemblés selon un même axe. Les figures 5a à 5d représentent différents modes d'assemblage de ces engrenages. Il convient simplement que les nombres de dents de ces engrenages soient impairs dans ces modes de réalisation. Les engrenages 11.1 et 11.2 ont même profil. Ils diffèrent simplement par leurs faces d'assemblage. La face d'assemblage 11.10 de l'engrenage 11.1 possède un bossage axial 11.11 qui a la forme d'un polygone régulier. Ce polygone possède autant de faces qu'il est prévu de paires d'engrenages dans le système. C'est ainsi 13

que dans le cas où on a les trois paires d'engrenages 11A, 11B et 11C, le polygone est un triangle. La face d'assemblage 11.20 de l'engrenage 11.2 possède un creux axial 11.21 de même forme que le 5 polygone précédent et dans lequel vient s'emboîter le bossage 11.11 lors de l'assemblage des deux engrenages 11.1 et 11.2. La figure 5b représente un mode de réalisation dans lequel le bossage de l'engrenage 11.1 et le creux de 10 l'engrenage :L1.2 ont la forme d'un pentagone. Ce mode de réalisation correspond au cas ou le système comporte cinq paires d'engrenages. Si :.e nombre de paires d'engrenages N est divisible par la différence q des nombres de dents des 15 couronnes dentées 5 et 6, le nombre de face du polygone précédent pourra être N/q. Et si la différence q des nombres de dents des couronnes dentées est divisible par le nombre de paires d'engrenages, il n'y aura pas forcément besoin de décalages de phases entre les 20 engrenages d'une même paire d'engrenages. La figure 5c représente un mode de réalisation dans lequel le bossage 11.13 de l'engrenage 11.1 n'a pas la forme d'un polygone mais a une forme régulière. En l'occurrence, il a la forme d'une étoile et le creux 25 11.23 de l'engrenage 11.2 a une forme complémentaire à la forme du bossage 11.13. Cette forme peut être intéressante lorsque le nombre de paires d'engrenages et supérieur à 4 et lorsque le couple de forces à transmettre est élevé. 30 Selon une autre forme de réalisation représentée en figure 5c., les engrenages 11.1 et 11.2 possèdent des 14

creux 11.5 et 11.7 de même forme. Une pièce d'assemblage 11.6 égalemer..t de même forme est prévue pour être placée dans ces creux et pour solidariser ainsi les deux engrenages en rotation.

Les formes de réalisations des figures 5a à 5d permettent d'obtenir un nombre de combinaisons d'assemblages des engrenages égal au nombre de face de la forme des polygones (ou nombre de branches de l'étoile de la figure 5c). On peut ainsi réaliser un nombre de paires d'engrenages différentes qui permet d'obtenir des déphasages tel que cela a été décrit précédemment. L'invention est applicable, par exemple, aux systèmes de traction de câbles (titreur de câbles) pour des freins de véhicules à commande par câbles et permettant d'équilibrer les forces de freinage sur deux freins de roues. Comme cela est représenté sur la figure 6, les couronnes dentées 5 et 6 sont alors utilisées comme poulies de traction. Les surfaces externes des couronnes dentées 5 et 6 possèdent des systèmes d'accrochage 101 et 102 destinés à accrocher les câbles de commande des freins. Comme on peut le voir, ces câbles sont dirigés en sens opposés puisque les couronnes dentées sont destinées à tourner en sens opposés. Les systèmes d'accrochage 101 et 102 peuvent être situés le plus près possible de l'axe 4 pour éviter les couples parasites. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, le moteur est localisé à proximité de l'un des câbles. On obtient ainsi un dispositif particulièrement compact. 15

Il est à noter que selon le type d'application de l'invention, l'axe 4 du système peut être soit fixe, soit avoir la possibilité de se déplacer (montage flottant).5

Claims

REVENDICATIONS

1. Système réducteur caractérisé en ce qu'il comporte une première et une deuxième couronne dentée coaxiales (5, 6) de même diamètre dont les dentures comportent des nombres de dents différents et au moins deux paires d'engrenages (11A, 11B, 11C) comportant chacune un premier et un deuxième engrenage coaxiaux (11.1, 11.2) solidaires entre eux en rotation, le premier engrenage (11.1) de chaque paire d'engrenages étant destiné à engrener dans la denture de la première couronne dentée (5) et le deuxième engrenage (11.2) de chaque paire d'engrenages étant destiné à engrener dans la denture de la deuxième couronne dentée (6), lesdites paires d'engrenages se déplaçant en commun sur les dentures desdites couronnes dentées.

2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites paires d'engrenages (11A, 11B, 11C) ont leur déplacement le long des surfaces dentées des première et deuxième couronnes (5, 6) commandé par un dispositif support (12), et en ce que le système comporte en outre un dispositif de commande de rotation (1) commandant la rotation d'une troisième couronne (3) laquelle commande la rotation du dispositif support (12).

3. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de commande de rotation (1) a son axe de commande orthogonal à l'axe central (4) desdites couronnes dentées (5, 6). 17

4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que les dentures desdites couronnes dentées (5, E) sont situées sur les surfaces intérieures des couronnes dentées.

5. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que les paires d'engrenages (11A, 11B, 11C) tournent autour dudit axe central (4) et en ce que les axes (13A, 13B, 13C) des paires d'engrenages sont parallèles audit axe central (4).

6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que pour tout ou parties desdites paires d'engrenages, le premier engrenage (11.1) de chaque paire d'engrenages est décalé angulaire par rapport au deuxième engrenage (11.2).

7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdites paires d'engrenages (11A, 11B, 11C) sont réparties régulièrement par rapport aux surfaces dentées des couronnes dentées (5, 6) et en ce que le décalage angulaire entre deux engrenages d'une même paires d'engrenages est donné par la formule: cpä = [(n-1) . q . 360)]/ N où: - N est le nombre de paires d'engrenages, 25 - q est la différence de nombres de dents entre les deux couronnes dentées (5, 6), - n est le numéro d'ordre de la paire d'engrenages.

8. Système selon la revendication 7, caractérisé 30 en ce que la troisième couronne possède une surface dentée et en ce qu'un engrenage (2) 18 permet de coupler l'axe de commande du dispositif de commande (1) à la troisième couronne (3)

9. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque paire d'engrenages comporte deux engrenages coaxiaux de même diamètre et de même nombre de dents.

10. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce que chaque paire d'engrenages comporte un dispositif d'immobilisation angulaire des deux engrenages l'un par rapport à l'autre.

11. Système selon la revendication 10, caractérisé en ce que les deux engrenages d'une paire d'engrenages sont accolés l'un à l'autre par :Leurs flanc axiaux, une face axiale (11.10) d'un engrenage (11.1) comportant un bossage axial (11.11) ayant une forme géométrique régulière, une face axiale (11.20) d'un autre engrenage (11.2) ayant un creux axial (11.21) dont la forme est complémentaire dudit bossage de façon à ce que celui-ci puisse s'emboîter dans ledit creux dans différentes positions possibles.

12. Système selon la revendication 10, caractérisé en ce que les deux engrenages d'une paire d'engrenages sont accolés l'un à l'autre par leurs faces axiales (11.10, 11.20), chacune desdites faces axiales possédant un creux axial ayant une forme géométrique régulière, une pièce d'assemblage (11.6) également de même forme que lesdits creux étant prévue pour être placée dans ces creux et pour solidariser ainsi les deux engrenages en rotation.19

13. Dispositif de freinage de parking comportant un moteur d'entraînement d'un câble de traction agissant sur des moyens d'immobilisation d'un véhicule caractérisé en ce qu'il comporte un système réducteur selon l'une quelconque des revendications précédentes.