Brevet FR2793536A1 — publié le 20001117

La présente invention concerne un système de frein à main à rattrapage d'usure automatique pour frein à disque. Plus précisément le système proposé contrairement aux autres systèmes connus est très compact avec un rendement très supérieur à ceux connus du marché. II assume trois fonctions principales les empreintes des plateaux (6) et (7) puis la contrainte initiale de placage du piston sur les patins fera tourner le vis (1) réversible jusqu'à sa position de départ par rotation inverse. Fonction hydraulique en frein principal : Lors de la mise en pression hydraulique le plateau (7) est plaqué par différentiel de pression interne l externe sur le nez du piston (2) neutralisant ainsi toute possibilité de rotation de (7) par rapport à (2) donc toute possibilité de rattrapage d'usure par rotation définitive de (1) dans (3) à la mise en pression hydraulique. Fonction de rattrapage d'usure des patins : Après un certain nombre de freinages, il se produit un jeu e/2 entre les patins (8) et le disque (4), ce jeu générant à son tour un espace (e) entre le plateau (7) et le nez du piston (2) en l'absence de pression hydraulique du fait que le plateau (6) contraint par un moyen élastique (F) est en permanence plaqué sur le plateau (7), prenant ainsi les billes en sandwich entre plateaux ; il s'en suit que la distance (d) entre l'extrémité du plateau (7) et la vis (1) restant constante, l'écart (e) se localisera entre (7) et (2), ce qui fera que, lors de la mise en pression hydraulique suivante (prochain freinage à la pédale) l'écart (e) sera comblé par une rotation du plateau (7) par rapport à (2), générée par la rotation de (3) par rapport à (1), (3) étant mis en traction par (6) lui-même plaqué par (F) sur (7) ; en conséquence il y aura eu rattrapage d'usure du patin jusqu'à ce que la pression hydraulique plaque (7) sur (2) ce qui stoppera le rattrapage. La figure 2 montre une version du système intégré dans un frein, la mise en fonctionnement de la fonction frein de parking se faisant par rotation de (11) levier de commande entrainant (1) ,appuyée sur la butée à roulement (21). La figure (3) montre une version du système où la force de placage des deux plateaux (7) et (6) est faite par la traction du ressort (12) sur la cage (13) et la mis en contrainte de rotation constante de (1) sur (3) le ressort (12) étant préalablement bandé. La neutralisation de la rotation possible de (7) se faisant par placage de (7) sur (2) grâce au piston (20) en communication avec l'extérieur et lie à (7),le ressort (12) accroché sur (1) et sur la cage (13) étant mis en traction et torsion par le vissage initial de (1) dans (3). La remise à zéro du système en cas de changement des patins (8) se fera par rotation de (7) par action (poussé/vissé) sur le piston central (20). Selon une autre version, figure 4, il est intercalé entre la cage (13) et l'écrou (3) une rondelle élastique (14) générant la force (F) précitée, le plateau (7) étant en permanence plaqué sur (2) par l'effet de la rondelle (14), la distance entre l'interface (7) I à (2) et l'interface (15) par rapport à (16) étant constante il s'en suivra que toute usure des patins (8) générera de fait un jeu (J) entre la pièce (2) et la pièce (7), (d1) étant une longueur constante caractérisée par la cote interne de la cage (13) et le placage de (14) entre (13) et (6), le joint (18) assurant l'étanchéité du piston (20) sur (2), l'opercule clipsable (22) la fonction antipoussière. En freinage hydraulique (7) est plaqué sur (2) grâce à (20) en contact avec l'extérieur et la pression hydraulique ; le piston (2) pari vers le disque (4), la distance entre (6) et (1) étant constante (d2) sauf rotation de (3) par rapport à (1) mais qui est neutralisé par les billes (5) en appui sur (7) ( prises en sandwich entre (6) et (7) ) dans ces conditions le déplacement du piston vers le disque sous l'effet de la pression hydraulique, comprimera la rondelle élastique (14) poussée par le circlip (17), la rondelle (16), la butée à billes (15) puis la cage (13). Au lâcher de la pression hydraulique (AP), la rondelle (14) aidée par le joint carré (19) du frein ramènera le piston à sa position initiale. En cas d'usure patin (8) les efforts de retour du joint carré (19) et de la rondelle (14) s'opposeront progressivement créant un jeu (J) qui sera rattrapé à la prochaine montée en pression hydraulique. Si ce jeu du fait du rappel aléatoire du joint carré se fait entre le nez de piston (2) et le patin (8), (7) restant parfaitement plaqué sur (2), à la montée en pression hydraulique il y aura d'abord déplacement du piston (2) pour combler le jeu entre (8) et (2) puis traction de (3) par (1) (fixe en déplacement longitudinal) faisant apparaître un nouveau jeu entre (7) et (2), la rondelle étant elle-même poussée par (17), lié à l'avancement du piston. II y aura compression de (14) sur le plateau (6)et rattrapage d'usure par rotation de (3) sur (1) jusqu'à placage de (2) sur (7) avec jeu J = 0 qui stoppera le rattrapage d'usure. La figure 5 montre le sens de l'application des forces sur la bille (F1) pour le rattrapage d'usure, (F2) pour la mise ne charge résultant de l'effort de compression par (6) sur (7) par action du frein à main sur les billes (5). La figure (6) montre la relation entre la rotation différentielle des plateaux et le mouvement d'écartement ce ceux-ci. AXB = déplacement hydraulique du plateau (B) ; Axc = déplacement hydraulique du plateau (C) ; AO = AS I R rotation du plateau (B) nécessaire pour garder le contact, Avec R = distance de l'axe au point de contact bille plateau br=Axc-AXB AS = AxB I tg a = (Axc _ br) I tg a et AS =(axc-OXB)tg[3=ôr.tgp,d'où: br = Axc I (1 + tg a . tg P) = Axc I (1 + Pv I PB) avec Pv = pas de la vis et PB = pas de la butée, et a = angle de la trajectoire d'un point de B situé à la distance R de l'axe, par rapport à l'horizontale ; tg a = Pv I 2 rr R ; d'où ôr=Od'oùPB=Oet@i=rr/2 La figure (7) montre l'efficacité du système avec un rendement supérieur à 0,95 caractérisant ce type de conception. Dans une version optimisée du système, l'angle (y) de la figure 5 ou (a1) de la figure 8, de mise en charge des billes (5) (ou autres éléments de roulement tels que galets, cônes, tonneaux, ... ) sur les rampes des plateaux (6) et (7) (freinage manuel) pourra avoir une valeur initiale puis une valeur finale d'angle de contact avec les billes différente afin d'augmenter l'effort de sortie sur le piston avec la course minimale du levier de commande (11). La figure 8 permet de préciser les deux fonctions de la mise en charge par le frein à main, premièrement, rotation de la vis avec un pas (a2) et un fort frottement en (Z), deuxièmement roulement sur la rampe avec un pas (a1) (effet de coin) générant un effort maxi (FP) sur le piston afin d'éviter tout dévissage (ou relâché de contrainte) en fonctionnement, les pas (a1) de la rampe (6 ! 7) et (a2) de la vis (3 l 1) seront sensiblement identiques, cette donnée caractérisant le système : (a1) (a2) . Evidemment les descriptions ci-dessus ne limitent pas les revendications du système, d'autres présentations pouvant être effectuées par l'homme de l'art tout en restant dans le cadre de l'invention (une rotation avec glissement, un coincement, un roulement en charge). REVENDICATIONS l') Système de frein de parking pour frein à disque caractérisé en ce que en freinage manuel (frein à main) la mise sous contrainte des patins (8) sur le disque (4) par le piston (2) se fasse par la rotation d'une vis (1) dans un écrou (3) (ou vice versa) qui se bloque par frottement à la mise en charge sous couple w@- déclenchant un mouvement d'écartement de rampes de plateaux (6) et (7) par des éléments de roulements, tels des billes (5), pris en sandwich entre ces plateaux. 2 )Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que les éléments de mise en charge finale par roulements ,plateaux (6) et (7) billes (5),(ou tonneaux, galets, ... )soient placés en nez de piston (2) proche du disque (4) 3 ) Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'organe élastique de placage des billes soit une rondelle élastique ou un ressort de torsion. 4 ) Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que les rampes (6) et (7) puissent avoir des pentes (y) selon figure 5 de début et fin de charge différentes. 5 ) Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que le pas de la vis (a2) et le pas de la rampe (a1) soient sensiblement identiques afin d'éviter le dévirage (rotation inverse) en mise en charge. 6 ) Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que la mise à zéro par recul piston (2) pour changement patins (8) se fasse par action sur le piston central (20). 7 ) Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que la mise en translation initiale du piston (2) et le transfert,par blocage à la fonction de mise en charge par roulement de (5) entre (6) et (7) se fasse par le principe d'un écrou flottant 3I1 avec moyens de roulements en entréQ(21) et en sortie de couple (5). 8 ) Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que la fonction anti- poussière entre le piston (2) et le piston (20) soit assurée par un opercule (22).