Brevet FR2783481A1 — publié le 20000324

La présente invention est relative à un frein de parking motorisé pour un véhicule automobile. Les réglementations en matière de freins motorisés de parking exigent que le conducteur du véhicule puisse en toutes circonstances agir manuellement sur le frein, pour pouvoir pallier une situation d'urgence ou une panne empêchant le fonctionnement du mécanisme de frein motorisé. Plusieurs solutions en ce sens ont déjà été proposées dans la technique antérieure. C'est ainsi notamment que dans les documents EP 0 473 979 et DE 42 28 381, un dispositif particulier permet de commuter manuellement de la commande motorisée à la commande manuelle. Cette proposition est peu satisfaisante puisqu'elle exige une opération de commutation préalable du conducteur avant que le frein de parking peut manuellement être serré. Cela complique le maniement du frein et rallonge l'opération en cas de freinage d'urgence. En outre, les systèmes de freinage de parking décrits dans ces documents sont relativement complexes et nécessitent un levier de freinage classique disposé à l'endroit habituel entre les sièges avant du véhicule. Ceci est également le cas dans une autre proposition antérieure décrite dans DE 197 05 105 et qui consiste à prévoir une commande motorisée d'assistance qui vient fournir une force motrice supplémentaire complétant l'action exercée manuellement par le levier de freinage habituel. L'assistance motorisée est déclenchée par le conducteur du véhicule au moyen d'un commutateur monté sur le levier manuel et elle fait se déplacer celui-ci lorsque le frein est serré de la même façon que si une action manuelle seulement était exercée. La force motrice d'assistance est fournie par un moteur entraînant une tringle qui est embrayable et débrayable sur l'organe transmettant la force de freinage manuelle du levier au câble menant aux tambours de frein de parking. Pour cela, il est prévu un actionneur électromagnétique supplémentaire mis sous tension en même temps que le moteur électrique fournissant l'assistance de freinage. Lorsque le frein est actionné seulement manuellement la tringle se désolidarise par gravité de l'organe de transmission menant aux tambours. Dans cet agencement antérieur, le levier habituel demeure indispensable. Par ailleurs, la tringle ne peut être positivement débrayée de l'organe de transmission ce qui laisse une incertitude sur la bonne exécution du débrayage en cas de panne du système électrique. Enfin, le desserrage du frein ne peut pas se faire avec l'assistance du moteur électrique mais demeure une opération entièrement manuelle. L'invention a pour but de fournir un frein de parking motorisé ne nécessitant aucune manoeuvre particulière de commutation préalablement à une action de freinage manuelle et permettant de supprimer le levier manuel de freinage, l'ensemble étant d'une construction simple et répondant aux réglementations de sécurité en vigueur en la matière. L'invention a donc pour objet un frein de parking motorisé pour un véhicule automobile comportant une unité de freinage associée aux roues du véhicule et une unité d'actionnement comprenant des moyens motorisés d'actionnement et des moyens manuels d'actionnement du frein, ces unités étant connectées l'une à l'autre par l'intermédiaire d'un lien de transmission de mouvement, caractérisé en ce que lesdits moyens motorisés d'actionnement et lesdits moyens manuels d'actionnement sont couplés mécaniquement en parallèle audit lien de transmission de façon à pouvoir agir sur ce dernier indépendamment les uns des autres. Grâce à ces caractéristiques, aucune commutation n'est nécessaire pour passer du mode de fonctionnement motorisé au mode de fonctionnement manuel. De plus, l'agencement selon l'invention permet de choisir pour la commande manuelle d'autres moyens qu'un levier placé entre les sièges avant du véhicule. Enfin, sa construction est simple et d'un fonctionnement parfaitement fiable. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - ledit lien de transmission est solidaire d'une roue dentée engrenant avec des première et seconde crémaillères mobiles en translation longitudinale, lesdites crémaillères formant respectivement les sorties motrices desdits moyens d'actionnement motorisé et lesdits moyens d'actionnement manuel; lesdits moyens d'actionnement motorisé comprennent un moteur d'entraînement, de préférence électrique, couplé à ladite première crémaillère pour pouvoir en provoquer la translation longitudinale, ainsi qu'une boucle de réglage permettant de commander le moteur d'entraînement dans les deux sens; lesdits moyens d'actionnement manuel comprennent un câble de traction manuelle enroulé sur un tambour rotatif couplé à ladite seconde crémaillère par l'intermédiaire d'un mécanisme d'accouplement débrayable, pour permettre la translation longitudinale de cette seconde crémaillère par déroulement dudit câble de traction manuelle dudit tambour; - le frein de parking étant du type comprenant des mâchoires associées aux roues du véhicule et des moyens de rappel de ces mâchoires dans la position desserrée du frein, ledit tambour est monté sur un arbre rotatif auquel est couplé un ensemble d'encliquetage à déblocage par relâchement rapide dont l'action de blocage s'oppose à l'action desdits moyens de rappel des mâchoires; - lesdits moyens d'accouplement débrayable comprennent un manchon qui est monté mobile en translation et en rotation et dont l'alésage interne est cannelé dans des première et seconde zones et dépourvu de cannelures dans une troisième zone intermédiaire entre les première et secondes zones, et en ce que des roues dentées engrènent avec ces cannelures et sont couplées respectivement à ladite seconde crémaillère et audit tambour, ledit manchon étant en outre couplé en translation audit tambour pour permettre le coulissement de l'une desdites roues dentées de ladite première ou seconde zone vers ladite troisième zone; - ledit câble de traction manuelle est gainé et aboutit sur la planche de bord du véhicule; - lesdits moyens d'actionnement motorisé et manuel sont logés dans un carter commun placé en dehors de l'habitacle du véhicule. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue partielle schématique des moyens d'actionnement motorisé d'un frein de parking selon l'invention, le frein étant desserré; - la figure 2 est une vue partielle analogue à celle de la figure 1, le frein de parking étant serré par une action motorisée; - la figure 3 est une vue partielle analogue à celle des figures 1 et 2, le frein étant serré par une action manuelle; - la figure 4 est une vue schématique, partiellement en coupe des moyens d'actionnement manuel d'un frein de parking selon l'invention, montrant la transmission assurant l'actionnement manuel avant une action de freinage manuelle; - la figure 5 est une vue analogue à celle de la figure 4, montrant les moyens d'actionnement manuel alors que leurs pièces constitutives sont dans leur position intermédiaire lors d'une action de freinage manuelle; - la figure 6 est une vue analogue à celles des figures 4 et 5, montrant encore une autre phase de fonctionnement des moyens d'actionnement manuel pendant un serrage manuel; et - les figures 7A à 7E sont des vues schématiques de détail d'un encliquetage à came et cliquet faisant partie des moyens d'actionnement manuel représentés sur les figures 4 à 6. D'une façon générale, les figures ne représentent que les parties essentielles à la compréhension de l'invention, les détails de construction la portée de l'homme de métier n'étant pas représentés. Suivant le mode de réalisation préféré de l'invention représenté à titre d'exemple sur les figures, le frein de parking comprend essentiellement deux unités fonctionnelles qui sont d'une part une unité d'actionnement Ul divisée elle-même grosso modo en une section d'actionnement motorisé S1 (figures 1 à 3) et une section d'actionnement manuel S2 (figures 4 à 6), et d'autre part une unité U2 de freinage proprement dite formée par les freins de roue symbolisés dans le rectangle U2 sur la figure 1. Les unités Ul et U2 sont connectées fonctionnellement l'une à l'autre par un lien de transmission qui, dans le présent exemple, est formé par un câble de traction 1. Les freins de roue formant l'unité U2 peuvent être de tout type connu actionnable par un lien de transmission de mouvement tel qu'un câble. Ils ne sont donc pas décrits en détail ici. L'unité U1 est logée dans un carter 2 comportant une première chambre 2a logeant essentiellement la section Si et ayant à peu près la forme d'une boîte plate. La section S2 de l'unité U2 est logée dans une seconde chambre 2b du carter 2 grosso modo en forme de parallélépipède rectangle allongé dont la dimension longitudinale est perpendiculaire aux grandes faces de la chambre 2a du carter 2. Le câble 1 passe par une ouverture 3 pratiquée dans l'une des parois latérales de la chambre 2a. La section d'actionnement motorisée Si comprend un moteur électrique 4 monté à l'extérieur contre la paroi de la chambre 2a. Ce moteur 4 est connecté à un circuit 5 de réglage de position du frein de parking (représenté pour simplifier uniquement sur la figure 1) qui comporte un bouton de commande 6 sur lequel peut agir le conducteur du véhicule. Le circuit de réglage 5 peut fonctionner comme une boucle de réglage de la force de serrage du frein de parking. Cette boucle de réglage peut utiliser le signal du bouton 6 comme signal de consigne d'une force de serrage, et comme signal réel de force de serrage, un signal fourni par un capteur 7 associé aux mâchoires du frein de parking. La boucle de réglage 5 peut appliquer la tension électrique de bord provenant d'une borne 8, au moteur d'entraînement 4 pour le faire tourner dans le sens du serrage du frein (traction sur le câble 1) et dans le sens opposé (relâchement de ce câble 1). Le bouton 6 peut être prévu dans l'habitacle du véhicule à un endroit favorable d'un point de vue ergonomique, par exemple sur la planche de bord. Bien entendu, le moteur 4 peut aussi être autre qu'électrique moyennant les adaptations nécessaires, par exemple au niveau de la boucle de réglage 5, qui sont à la portée du spécialiste. Le moteur 4 est couplé à une vis sans fin 9 à l'extrémité libre de laquelle est couplée une première crémaillère 10 à simple denture 10a montée coulissante longitudinalement dans la chambre 2a du carter 2, par des moyens de guidage qui n'ont été qu'ébauchés sur les figures. La crémaillère 10 engrène avec un pignon 11 qui est pris dans une chape 12 à laquelle est attaché le câble 1. Le pignon 11 engrène également avec une seconde crémaillère 13 à double denture 13a et 13b montée également coulissante dans le carter 2 par des moyens de guidage, représentés, de même, de façon simplifiée. Cette seconde crémaillère 13 engrène avec un pignon de transmission 14 qui constitue la sortie de la section d'actionnement manuel S2 comme décrit ci-après. La section S2 d'actionnement manuel est représentée plus particulièrement sur les figures 4 à 7E. Elle comporte un tambour 15 monté rotatif autour d'un axe X-X sur un arbre 16 dans la chambre 2b du carter 2. Sur ce tambour 15 est enroulé un câble de traction 17 attaché par une extrémité sur ce tambour et portant à son extrémité opposée un anneau de préhension 18 ou analogue par lequel une traction manuelle peut être exercée sur le câble 17, à un endroit hors du carter 2, cet endroit pouvant être choisi éloigné de ce dernier par exemple sur le tableau de bord du véhicule, le câble pouvant être guidé dans une gaine (non représentée) prévue à cet effet. Le carter 2 peut ainsi être d'installé à un emplacement quelconque dans le véhicule, notamment en dehors de la zone située entre les sièges avant et plus généralement en dehors de l'habitacle du véhicule. De cette manière, l'emplacement prévu entre les sièges avant est libre de tout encombrement, notamment par un levier de frein de parking pour pouvoir être utilisé par exemple pour y installer des éléments de confort, tels qu'un coffre de rangement, une glacière, ou analogue. L'arbre 16 porte un pignon 19 engrenant avec une roue dentée 20 calée à l'extrémité d'un second arbre 21 d'axe Y-Y monté rotatif dans la chambre 2b, l'axe Y-Y étant parallèle à l'axe X-X. Une vis sans fin 22 est taillée sur une partie de l'arbre 21. Un plateau écrou 23 est vissé sur cette vis sans fin et immobilisé en rotation par un doigt 24 qui en est solidaire et qui coulisse dans un guide rectiligne 25 prévu parallèlement aux axes X-X et Y- Y dans le carter 2. Le plateau 23 porte des crochets 26. Un manchon cylindrique 27 est monté en translation longitudinale et en rotation dans la chambre 2b le long de l'axe Y-Y qui est confondu avec son propre axe, par l'intermédiaire de moyens de guidage qui n'ont pas été représentés. A l'une de ses extrémités, ce manchon présente une collerette 28 qui vient s'accrocher derrière les crochets 26 du plateau écrou 23. L'alésage de ce manchon présente des cannelures rectilignes en 27a et en 27b, interrompues dans une zone 27c o l'alésage du manchon est lisse. Deux roues dentées 29 et 30 sont calées respectivement sur l'arbre 22 et sur un arbre 31 sur lequel est également monté fixe le pignon de transmission 14. Ces roues dentées coopèrent respectivement avec les cannelures internes 27a et 27b du manchon 27. Comme représenté sur les figures 7A à 7E en particulier, la section d'actionnement S2 comprend également un ensemble d'encliquetage 32 à déblocage par relâchement rapide qu'il est convenu d'appeler parfois "enrouleur à frein" utilisés par exemple pour les stores ou les écrans de projection. Plus précisément, sur l'extrémité de l'arbre 16 opposée au pignon 19 est prévue une came 33 comprenant deux encoches 34a et 34b de forme rectangulaire à sa périphérie. Avec cette came coopère un cliquet 35 sollicité contre la came par un ressort 36 (représenté seulement sur la figure 7A) et articulé dans la paroi de la chambre 2b du carter 2. La pointe active de cette came présente une surface de blocage 35a qui, lorsque la pointe est engagée dans l'une des encoches 34a ou 34b, vient s'appliquer contre l'une de parois latérales de cette dernière. Cette surface de blocage 35a se raccorde à deux surfaces obliques d'échappement 35b et 35c. Il est à noter que le frein de parking comporte dans son unité U2 un dispositif de rappel élastique (symbolisé par le ressort r dans le rectangle U2 sur la figure 1) sollicitant les mâchoires de frein M associées aux roues R à se desserrer, ce qui provoque une traction sur le câble 1. Cette traction est transmise par l'intermédiaire du mécanisme de la section S2 sur le tambour 15 dans un sens tendant à enrouler le câble 17 d'actionnement manuel sur ce tambour. Le fonctionnement de ce frein de parking est le suivant. A - Action motorisée Ce mode de fonctionnement est représenté sur les figures 1 et 2. Sur la figure 1, le frein est entièrement desserré et le câble de traction 1 est tendu par le dispositif de rappel élastique R des mâchoires M de frein. Lorsque le conducteur agit sur le bouton 6 pour commander le serrage du frein, le moteur 4 est alimenté par l'intermédiaire de la boucle de réglage 5 en fonction de la demande de freinage exprimée par le degré de rotation du bouton 6 et ce jusqu'à ce que le signal représentant cette demande égalise le signal fourni par le capteur 7. La vis 9 se visse dans la crémaillère 10, ce qui entraîne la roue dentée 4 (vers la gauche sur les figures 1 et 2), cette roue pouvant rouler sur la denture correspondante 13a de la crémaillère 13. Une traction est alors exercée sur le câble 1 dans le sens d'un serrage du frein de parking à l'encontre de l'action du dispositif de rappel élastique R des mâchoires M. La position de serrage maximum est indiquée sur la figure 2. Un desserrage du frein se produit lorsque, à la demande du conducteur la boucle de réglage 5 fait tourner le moteur 4 en sens inverse pour relâcher le cable 1. B- Action manuelle Elle peut intervenir en cas d'urgence ou en cas de panne, par exemple du système d'alimentation de bord du véhicule ou de la boucle de réglage 5. Pendant ce fonctionnement, il convient de distinguer deux cas. B-1 Le frein n'est pas serré par l'action motorisée. (Situation de la figure 1) Lorsque le conducteur effectue une traction sur le câble 17 au moyen de l'anneau 18, le tambour est entraîné dans le sens de la flèche F1 de la figure 7A. De ce fait, il entraîne en rotation le pignon 19, la roue dentée 20, la vis 22 et la roue dentée 29. En même temps, le plateau écrou 23 se visse sur la vis 22 en entrainant avec lui le manchon 27. Dans un premier temps, la roue dentée 29 demeure en prise avec le manchon 27 dans la zone 27a (figure 4). Mais au bout de quelques tours de la roue dentée 20, le manchon 27 s'est déplacé sur une distance telle que la roue dentée 29 pénètre dans la zone 27c du manchon dépourvue de cannelures (figure 5). Le manchon 27 cesse donc de tourner pendant qu'il continue à se déplacer dans le sens axial le long de l'axe Y-Y. Tant que le manchon était dans la zone 27a, la roue 14 a été entraînée en rotation par l'intermédiaire de l'arbre 31, entrainant avec lui la crémaillère 6 et par suite la roue 11. Le câble 1 a donc momentanément subi une traction dans le sens du serrage du frein de parking. Cependant, le mouvement n'a pas été suffisant pour provoquer un serrage effectif. On notera en outre que le cliquet 35 n'a pas empêché les opération de se dérouler puisqu'il a échappé aux encoches 34a et 34b grâce à la face d'échappement 35c. Une traction continuant à être exercée sur le câble 17, le manchon 27 viendra de nouveau en prise avec la roue dentée 29, mais cette fois-ci dans la zone cannelée 27c (figure 6). Ainsi, le manchon est de nouveau entraîné en rotation pour que le tirage sur le câble 1 puisse se poursuivre par l'intermédiaire de la roue dentée 30, de l'arbre 31, de la roue 14, de la crémaillère 13 et de la roue 11. Le frein peut ainsi être actionné jusqu'au serrage avec la force maximale possible. Lorsque l'opérateur relâche légèrement et doucement le câble 17, l'arbre 16 tourne dans le sens de l'enroulement du câble 17 (sens de la flèche F2 de la figure 7A). Par conséquent, le crochet 35 aura le temps de descendre dans l'une des encoches 34a ou 34b de la came 33 et la rotation de l'arbre 16 sera arrêtée. Le frein de parking reste serré avec la force de serrage choisie par le conducteur. Pour desserrer ensuite le frein, le conducteur doit tirer seulement légèrement sur le câble 17, pour que la pointe du crochet 35 puisse se trouver à peu près à mi- chemin entre les encoches 34a et 34b. Si dans ces conditions, il relâche rapidement le câble 17, la pointe du crochet franchira rapidement les encoches 34a et 34b grâce à la surface d'échappement 35b, comme illustré sur les figures 7C, 7D et 7E. Ainsi, l'arbre 16 peut tourner librement et le frein se desserrer partiellement ou totalement selon la volonté du conducteur. Pour un desserrage partiel, le relâchement du câble 17 doit être fortement ralenti pour que la pointe du crochet 35 puisse de nouveau se bloquer dans une encoche 34a ou 34b par sa surface de blocage 35a. La force permettant de desserrer le frein provient de son dispositif élastique de rappel R. B-2 Le frein est déjà serré par l'action motorisée (situation de la figure 2). Si dans ces conditions, une panne intervenant en empêchant l'action motorisée de desserrage, le véhicule ne pourrait partir sans les dispositions prévues par l'invention. Cependant dans ces conditions, le câble 17 est entièrement enroulé sur le tambour 15. Si, dans le cas de l'invention, on tire alors sur le câble 17, la roue dentée sera entraînée en rotation pendant que le manchon 27 se translate sur l'axe Y-Y en tournant en même temps autour de cet axe. Le câble 1 subira alors un léger supplément de traction, mais dès que la roue dentée 29 coïncide avec l'espace 27c dépourvu de cannelures, le dispositif de rappel élastique R du frein sera libre d'agir dans le sens du desserrage en entraînant par le câble 1, la roue 11 roulant sur la crémaillère 10, la crémaillère 13, la roue 14 et le manchon 27 (ce dernier en rotation seulement). Le véhicule pourra donc être déplacé par la suite. Le frein pourra également être serré manuellement sans que l'unité motorisée puisse entraver cette action de serrage manuel, selon la procédure qui a été décrite ci- dessus. REVENDICATIONS 1. Frein de parking motorisé pour un véhicule automobile comportant une unité de freinage (U2) associée aux roues du véhicule et une unité d'actionnement (U1) comprenant des moyens motorisés d'actionnement (Si) et des moyens manuels d'actionnement (S2) du frein, ces unités (U1, U2) étant connectées l'une à l'autre par l'intermédiaire d'un lien de transmission de mouvement (1), caractérisé en ce que lesdits moyens motorisés d'actionnement (S1) et lesdits moyens manuels d'actionnement (S2) sont couplés mécaniquement en parallèle audit lien de transmission (2) de façon à pouvoir agir sur ce dernier indépendamment les uns des autres. 2. Frein de parking motorisé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit lien de transmission (1) est solidaire d'une roue dentée (11) engrenant avec des première et seconde crémaillères (10, 13) mobiles en translation longitudinale, lesdites crémaillères formant respectivement les sorties motrices desdits moyens d'actionnement motorisé (S1) et lesdits moyens d'actionnement manuel (S2). 3. Frein de parking motorisé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens d'actionnement motorisé (S1) comprennent un moteur d'entraînement (4), de préférence électrique, couplé à ladite première crémaillère (10) pour pouvoir en provoquer la translation longitudinale, ainsi qu'une boucle de réglage (5) permettant de commander le moteur d'entraînement (4) dans les deux sens en fonction d'un signal de consigne de freinage. 4. Frein de parking motorisé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits moyens d'actionnement manuel (S2) comprennent un câble de traction manuelle (17) enroulé sur un tambour rotatif (15) couplé à ladite seconde crémaillère (13) par l'intermédiaire d'un mécanisme d'accouplement débrayable (20 à 30), pour permettre la translation longitudinale de cette seconde crémaillère (13) par déroulement dudit câble de traction manuelle (17) dudit tambour (15). 5. Frein de parking motorisé suivant la revendication 4, comprenant des mâchoires (M) associées aux roues (R) du véhicule et des moyens de rappel (R) de ces mâchoires (M) dans la position desserrée du frein, caractérisé en ce que ledit tambour (15) est monté sur un arbre rotatif (16) auquel est couplé un ensemble d'encliquetage (32) à déblocage par relâchement rapide dont l'action de blocage s'oppose à l'action desdits moyens de rappel (R) des mâchoires (M). 6. Frein de parking motorisé suivant l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que lesdits moyens d'accouplement débrayable comprennent un manchon (27) qui est monté mobile en translation et en rotation et dont l'alésage interne est cannelé dans des première et seconde zones (27a, 27b) et dépourvu de cannelures dans une troisième zone (27c) intermédiaire entre les première et secondes zones, et en ce que des roues dentées (29, 30) engrènent avec ces cannelures et sont couplées respectivement à ladite seconde crémaillère (13) et audit tambour (15), ledit manchon (27) étant en outre couplé en translation audit tambour (15) pour permettre le coulissement de l'une desdites roues dentées (29, 30) de ladite première ou seconde zone vers ladite troisième zone ou vice-versa. 7. Frein de parking motorisé suivant l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisée en ce que ledit câble de traction manuelle (17) est gainé et aboutit sur la planche de bord du véhicule. 8. Frein de parking motorisé suivant la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens d'actionnement motorisé et manuel (S1 et S2) sont logés dans un carter commun (2) placé en dehors de l'habitacle du véhicule.