Brevet FR2856359A1 — publié le 20041224

FREIN DE PARKING COMPORTANT UN DISPOSITIF DE DEVERROUILLAGE D'URGENCE La présente invention se rapporte principalement à un dispositif de déverrouillage d'urgence, notamment du type frein de parking muni d'un actionneur d'activation. La demande de brevet FR 02 15244, non publiée au jour du dépôt de la présente demande, décrit un frein de parking activable par un fluide sous pression avec blocage mécanique. Il est extrêmement important de pouvoir désactiver un tel frein pour 10 permettre au véhicule de repartir ou, tout au moins, pour pouvoir déplacer le véhicule. Le déverrouillage du frein peut être problématique en cas de panne du système électrique et/ou hydraulique du véhicule. C'est par conséquent un but de la présente invention d'offrir un dispositif de 15 déverrouillage d'urgence d'un tel frein susceptible de fonctionner même en absence de source de fluide sous pression d'activation du frein (panne hydraulique) et/ou en l'absence de courant électrique (panne électrique). C'est également un but de la présente invention d'offrir un tel dispositif présentant une 20 grande fiabilité. C'est aussi un but de la présente invention d'offrir un tel dispositif dont la mise en oeuvre répétée ne compromettrait pas le fonctionnement du frein de parking. Ces buts sont atteints par un dispositif de déverrouillage d'urgence du frein de parking selon la présente invention comportant des moyens de poussée sur une clavette de blocage et/ou de verrouillage du frein de parking dans la condition activée. Avantageusement, la poussée s'effectue selon l'axe de translation d'une clavette 30 formant les moyens de blocage et/ou de verrouillage. Avantageusement, les moyens de poussée comportent une vis coopérant avec un taraudage de manière à ce que la rotation de cette vis assure la poussée de la clavette vers une position correspondant à la condition désactivée du frein de parking. 35 La mise en oeuvre d'une vis permet d'engendrer par un dispositif compact, des forces nécessaires au déblocage par exemple égal à 4000 N. La rotation en sens inverse permet, par la suite, de réactiver le frein de parking lorsque cela est désiré. La présente invention a principalement pour objet un frein de parking à disque comportant un piston d'application de patins sur le disque, des moyens d'amener d'un fluide sous pression suffisante pour être susceptible, sur commande, d'appliquer fermement les patins sur le disque, des moyens de blocage du piston dans une première condition dans laquelle les patins sont fermement appliqués sur le disque caractérisés en 45 ce que les moyens de blocage comportent une clavette et un actionneur de déplacement sur commande de ladite clavette selon un axe non parallèle à l'axe du piston entre une première position de la clavette dans laquelle elle ne s'oppose pas au recul du piston selon son axe et une seconde position de la clavette dans laquelle elle assure un blocage du piston dans la condition dans laquelle ledit piston applique fermement les patins sur le disque et en ce qu'il comporte des moyens manuels de poussée axiale selon l'axe non parallèle à l'axe du piston pour repousser la clavette dans ladite première position pour assurer un déverrouillage d'urgence du frein. La présente invention a aussi pour objet un frein caractérisé en ce que les moyens de poussée axiale comportent un filetage coopérant avec un taraudage de l'étrier ou d'une pièce rendue solidaire de l'étrier, et une pièce de poussée dont la rotation manuelle en coopération avec ledit taraudage est susceptible de repousser la clavette de ladite deuxième position vers ladite première position. 10 La présente invention a également pour objet un frein caractérisé en ce que la pièce de poussée est une vis. La présente invention a aussi pour objet un frein caractérisé en ce que la vis est 15 directement vissée dans un taraudage pratiqué dans l'étrier du frein. La présente invention a également pour objet un frein caractérisé en ce qu'il comporte un manchon solidarisé avec l'étrier le manchon étant muni d'un taraudage dans lequel est vissée ladite vis. La présente invention a aussi pour objet un frein caractérisé en ce que l'étrier comporte un taraudage et le manchon un pas de vis et caractérisé en ce que le manchon est solidarisé en translation avec l'étrier par vissage du manchon dans le taraudage de l'étrier. La présente invention a également pour objet un frein caractérisé en ce que le dispositif de déverrouillage comporte unjoint. La présente invention a aussi pour objet un frein caractérisé en ce qu'il comporte des 30 moyens de retenue de la pièce de poussée. La présente invention a également pour objet un tel frein caractérisé en ce que les moyens de retenue de la pièce de poussée comportent un circlip. La présente invention a aussi pour objet un tel frein caractérisé en ce que les moyens de retenue de la pièce de poussée comportent une flasque prenant appui sur l'étrier ou sur une pièce solidarisée avec l'étrier lorsque la pièce de poussée est vissée à force dans le taraudage. La présente invention a également pour objet un tel frein caractérisé en ce que les moyens de retenue de la pièce de poussée sont formés par déformation plastique d'une zone axialement externe d'un taraudage de réception de la vis. La présente invention semble mieux comprise au moyen de la description ciaprès et des 45 figures annexées données comme des exemples non limitatifs et sur lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe d'un exemple de réalisation d'un frein équipé d'un dispositif selon la présente invention; - la figure 2 est une vue en coupe à plus grande échelle du dispositif de déverrouillage d'urgence selon la présente invention; - la figure 3 est une vue en coupe d'une variante de réalisation d'un dispositif de déverrouillage selon la présente invention. Sur les figures 1 à 3, on a utilisé les mêmes références pour désigner les mêmes éléments. Sur la figure 1, on a représenté un exemple de réalisation du frein selon la présente invention. Cet exemple correspond à un frein à disque à étrier 1 flottant assurant 10 également la fonction de frein principal de service. Dans l'exemple illustré, on a représenté un frein arrière étant bien entendu que la mise en oeuvre d'un frein de parking selon la présente invention sur des roues avant et/ou d'un frein de parking séparé du frein principal de service ne sort pas du cadre de la présente invention. L'étrier 1 est muni d'un alésage borgne 3 formant cylindre hydraulique d'un piston 5 muni d'un dispositif 7 de rattrapage d'usure de patins de frein comportant, de manière connue, un écrou 9 et une vis 11 se dévissant par rapport à l'écrou 9 au fur et à mesure de l'usure de patins de frein. Toutefois, il est bien entendu que la mise en oeuvre du dispositif 7 de rattrapage d'usure de patins de frein ayant un écrou et une vis inversés en 20 position, ne sort pas du cadre de la présente invention. Une partie arrière 13 de l'étrier 1 comporte un logement d'une clavette 15 de blocage mécanique, direct ou, indirect. Dans l'exemple représenté, le blocage s'effectue par l'intermédiaire du dispositif 7 de rattrapage de l'usure des patins, du piston 5 dans une première condition dans laquelle les patins (non représentés) sont fermement appliqués sur le disque (également non 25 représenté). On entend par application ferme, une application permettant d'immobiliser les véhicules, notamment sur une pente. On considère couramment qu'une telle application correspond à une force de 10 000 N à 20 000 N. Dans une deuxième condition, la clavette 15 ne s'oppose pas au recul du piston 5. Dans l'exemple préféré illustré, la clavette 15 est montée à translation selon un axe Y perpendiculaire à l'axe X du piston hydraulique 5. La clavette 15 comporte une première zone 17 d'appui de la face arrière 19 de l'écrou 9 et une deuxième zone d'appui 21, décalée selon l'axe Y par rapport à la zone 17 et présentant une extension vers l'avant, 35 selon l'axe X, en direction du piston hydraulique 5 supérieur à l'extension selon l'axe X, dans cette même direction, de la zone 17. Dans l'exemple préféré de réalisation illustré, l'écrou 9 est sensiblement cylindrique d'axe X, la face arrière 19 comporte deux zones espacées selon l'axe Y susceptibles 40 d'entrer en contact avec la clavette 15. Cette dernière comporte une première première zone 17 suivie par une première deuxième zone 21 suivie par une deuxième première zone 17 suivie par une deuxième deuxième zone 21. Avantageusement, la ou les zones 21 présentent une pente douce formant une rampe 45 dont l'orientation facilite le déplacement de la clavette 15 au contact éventuel de la face arrière 19, selon la flèche 23. Dans l'exemple illustré, l'extension selon l'axe X des zones 21 augmente de gauche vers la droite. Le frein selon la présente invention comporte un actionneur permettant de déplacer, sur commande, par exemple lorsque le conducteur appuie sur une touche, un levier, une pédale ou analogue, situé dans l'habitacle, la clavette 15 selon l'axe Y, dans le sens de la flèche 23. Ce déplacement assurant le blocage de frein de parking peut également être 5 commandé par un calculateur, par exemple lorsque le moteur thermique du véhicule a été stoppé et/ou lorsque le conducteur a quitté le véhicule. Par contre, il est avantageux d'utiliser uniquement le freinage hydraulique sans blocage mécanique du piston lors de l'arrêt au feu rouge ou lors de démarrage en côte (Hill Holder en terminologie anglosaxonne). Dans l'exemple préféré illustré, l'actionnement de la clavette 15 est 10 hydraulique par l'intermédiaire d'une électrovanne 25, de type fermé au repos reliant, sur commande 27, une chambre de pression 29 située à une première extrémité axiale de la clavette 15 à la pression régnant dans le cylindre 3. La vanne 25 est disposée au niveau de l'unité hydraulique du système de freinage du véhicule ou avantageusement, au niveau de l'étrier 1. Toutefois, il est bien entendu que la mise en oeuvre d'un frein de parking comportant une vanne 25 ouverte au repos ne sort pas du cadre de la présente invention. L'activation du frein de parking selon la présente invention sera expliqué ci-après. 20 Le conducteur actionne la commande d'activation de frein de parking, par exemple en appuyant sur une touche ou un commutateur placé dans l'habitacle. Avantageusement, un calculateur non représenté, par exemple le calculateur du système de freinage, vérifie que les consignes du conducteur correspondent à des conditions de sécurité 25 satisfaisantes. Par exemple, si la vitesse du véhicule est supérieure à 5km/h, l'ordre de serrer le frein de parking n'est pas directement exécuté mais le conducteur est averti de l'anomalie par un signal lumineux et/ou sonore. Le calculateur détecte le changement d'état de la touche de commande du frein de parking et contrôle l'amenée du liquide de frein sous haute pression, par exemple comprise entre 107 Pa et 1,7 107 Pa dans le 30 cylindre 3 à partir d'une source de pression non représentée, tels que, un servomoteur pneumatique d'assistance au freinage (booster en terminologie anglo-saxonne) actif commandé par une vanne électrique, une pompe ou un accumulateur. Avantageusement, on met en oeuvre une source de liquide frein sous pression déjà disponible dans un véhicule moderne telles que les pompes ou accumulateurs ABS, les pompes ou 35 accumulateurs ESP, les pompes ou accumulateurs EHB ou autres. La différence de pression entre la haute pression du liquide de frein régnant dans le cylindre 3 et la pression atmosphérique régnant notamment au niveau de la face avant du piston 5 assure l'avancement de ce dernier selon la flèche 41, en direction du disque avec serrage de patins sur le disque assurant l'immobilisation de la roue. Dans la mesure o au moins 40 un train du véhicule est équipé avec les freins selon la présente invention, on assure l'immobilisation du véhicule. Le dispositif 7 de rattrapage de jeu avance également selon la flèche 41, de manière d'une part à éviter un surréglage par blocage en rotation de la vis 11 par application des portées coniques 43 de la vis 11 et du piston 5 et d'autre part, à ménager un espace 45 entre la face arrière 19 de l'écrou 9 et la première zone de 45 contact 17 de la clavette 15. L'épaisseur de l'espace 45 facilite le déplacement de la clavette 15 selon la flèche 23. Le calculateur, génère le signal 27 de commande d'ouverture de la vanne 25, mettant en communication le cylindre 3 avec la chambre 29. La pression dans la chambre 29 est à ce moment suffisante pour déplacer la clavette 15 selon la flèche 23. Les deuxièmes zones d'appui 21 de la clavette 15 se trouvent donc en vis à vis de la face arrière de l'écrou 9. Un relâchement de la pression dans le cylindre permet le recul du piston. Le calculateur commande la baisse de pression régnant dans le cylindre 3 provoquant une 5 application ferme des faces arrière 19 de l'écrou 9 sur la deuxième zone d'appui 21 de la clavette 15. Simultanément, le liquide de frein s'écoule de la chambre 29 vers le cylindre 3 par l'intermédiaire de la vanne 25. L'appui ferme assure le blocage en translation de la clavette 15. Il en résulte que la 10 clavette 15 et le piston 5 (par l'intermédiaire du dispositif 7) se bloquent et/ou se verrouillent mutuellement empêchant la translation de la clavette malgré une baisse significative de la pression dans la chambre 29. Le frein de parking est donc appliqué dans une condition parfaitement stable même en l'absence d'alimentation hydraulique, électrique ou autre. Le calculateur assure alors la fermeture de la vanne 25 isolant la chambre 29 du cylindre 3. Il est à noter que l'application de la haute pression dans le cylindre 3 assure une 20 déformation élastique de l'étrier 1, appelée ouverture de l'étrier, qui stocke une énergie élastique considérable assurant le freinage de parking. La quantité d'énergie stockée peut être optimisée par un dessin particulier de l'étrier ou le choix de matériaux mis en ceuvre favorisant cette déformation lorsqu'il est soumis à des contraintes importantes imposées par la haute pression du fluide hydraulique. Par exemple, on met en oeuvre un étrier en 25 fonte, en acier, en matériau composite ou un étrier en aluminium ou en fonte avec des insert en acier. De même, cette énergie peut être stockée dans des éléments élastiques externes à l'étrier, par exemple pour améliorer la tenue du frein de parking lors de refroidissement d'un frein appliqué à haute température. En variante, le système de freinage selon la présente invention comporte des moyens de mesures de la force de 30 serrage du frein de parking et assure une augmentation de cette force par les cycles précédemment expliqués lorsque cela est nécessaire, par exemple par suite de refroidissement d'un frein appliqué à chaud après des freinages de service importants. Il est bien entendu que la présente invention n'est pas limitée à la formation d'un espace 35 45 entre la face 19 de l'écrou 9 et la clavette 15. Il est parfaitement possible sans sortir du cadre de la présente invention d'appliquer directement les freins de parking en déplaçant la clavette 15 selon la flèche 23. En cas de panne du système hydraulique et/ou électrique, le déverrouillage d'urgence du 40 frein de parking s'effectue selon la présente invention en assurant une poussée manuelle sur la clavette 15, dans le sens inverse de la flèche 23, de manière à ramener les zones 17 de la clavette 15 présentant une extension vers l'avant faible selon l'axe X du piston hydraulique, en vis-à-vis de la face arrière 19 de l'écrou 9. Lorsque le frein de parking est activé, la clavette 15 est bloquée en place par la force exercée par le dispositif 7 de 45 rattrapage de jeu (et vice et versa). Pour désactiver le frein de parking, il faut exercer, selon l'axe Y de la clavette, une force considérable, par exemple égale à 4000 N. Dans l'exemple préféré, le dispositif de déverrouillage 71, selon l'invention, comporte une vis 73 coopérant avec un taraudage 75 pratiqué dans l'étrier (figures 1 et 3) ou dans un manchon 77 solidaire de l'étrier (figure 2). Avantageusement, le manchon 77 est à son tour solidarisé avec l'étrier par vissage. Toutefois, la mise en oeuvre d'autres modes de fixation comme par exemple à baïonnette ne sort pas du cadre de la présente invention. Dans une condition de repos, sans déverrouillage d'urgence, la vis 73 est dévissée (vers la gauche de la figure) selon la flèche 23 ce qui ménage un espace 79 suffisant à la manoeuvre de la clavette 15 vers la position assurant l'application du frein de parking. Si cela est nécessaire, le dispositif 71 de déverrouillage d'urgence est muni d'un moyen assurant l'étanchéité du liquide de frein tel qu'un joint torique 81 disposé dans une gorge emprisonné entre le manchon 71 et l'étrier 1. 10 Avantageusement, le dispositif comporte des moyens de blocage de la vis pour éviter, d'une part, son application non désirée et/ou, d'autre part, qu'elle ne se perde par un dévissage complet au-delà de sa position de repos. Dans l'exemple illustré sur la figure 2, les moyens d'immobilisation de la vis comportent un circlip 83 placé dans une gorge 15 ménagée dans le manchon 77. Dans l'exemple illustré sur la figure 3, les moyens de blocage de la vis comportent une flasque 85 empêchant l'avancement non désiré de la vis 73 en direction de la clavette 15. Avantageusement, la vis 73 munie de la flasque 85 est vissée légèrement à force, lors du montage, de manière à éviter tout dévissage intempestif de la vis. La flasque 85 sera cassée lors du vissage assurant le déverrouillage 20 d'urgence par la force 23' axiale résultant de la rotation 87. En variante, la flasque est remplacée par une goupille. Dans une variante non représentée lors de l'assemblage du frein, on visse une vis 73 courte jusqu'à ce que sa première extrémité dirigée vers la clavette 15 soit en place, 25 c'est-à-dire définit un espace 79 suffisant à la manoeuvre de la clavette 15. La deuxième extrémité de la vis 73 courte, opposée à la première extrémité, se trouve à l'intérieur du taraudage dont l'embouchure peut être légèrement déformée pour empêcher la vis 73 de ressortir accidentellement. Nous allons maintenant expliquer la mise en oeuvre du dispositif de déverrouillage d'urgence selon la présente invention. Sur un véhicule immobilisé par un frein de parking selon la présente invention (frein de parking activé), que l'on veut pouvoir déplacer sans pouvoir désactiver, par une commande électrique et hydraulique le frein. Après s'être assuré que le véhicule ne partira pas tout seul, par exemple en mettant des 35 cales sous les roues dans le cas d'un véhicule garé en pente, le conducteur s'est saisi d'un outil, typiquement un tournevis ou une clef, comportant un embout adapté à l'embout 89 de la vis 73 du dispositif de déverrouillage 71. Dans l'exemple illustré, la vis 73 est munie d'un embout hexagonal adapté à des clefs de type BTR. Toutefois, il est bien entendu que la mise en oeuvre d'autres embouts comme par exemple torque, 40 tournevis plat ou cruciforme ne sort pas du cadre de la présente invention. Le conducteur assure la rotation de la vis jusqu'à ce qu'elle repousse la clavette 15 dans la position de désactivation du frein de parking. Cette opération est répétée avec toutes les roues freinées par le frein de parking selon l'invention, typiquement les deux roues arrière. Une fois les opérations nécessitant le déverrouillage du frein de parking 45 effectuées, les vis 73 sont dévissées jusqu'à la position initiale (figures 1 et 3) ou dévissées et remplacées (figure 2) de manière à permettre une nouvelle application du frein de parking selon l'invention. Il est bien entendu que la présente invention ne se limite pas à la mise en oeuvre d'une vis 73 mais s'applique également à la mise en oeuvre d'un écrou, d'une rampe, d'un levier ou de tout autre outil assurant la poussée sur la clavette 15. La présente invention s'applique notamment à l'industrie automobile. Le frein de parking selon la présente invention s'applique principalement à l'industrie du freinage pour véhicule automobile notamment pour véhicule de tourisme. 10 REVENDICATIONS 1. Frein de parking à disque comportant un piston d'application de patins sur le disque, des moyens d'amener d'un fluide sous pression suffisante pour être susceptible, sur commande, d'appliquer fermement les patins sur le disque, des moyens de blocage du piston dans une première condition dans laquelle les patins sont fermement appliqués sur le disque caractérisés en ce que les moyens 10 de blocage comportent une clavette (15) et un actionneur (25, 29, 31) de déplacement sur commande de ladite clavette (15) selon un axe (Y) non parallèle à l'axe (X) du piston (5) entre une première position de la clavette (15) dans laquelle elle ne s'oppose pas au recul du piston (5) selon son axe (X) et une seconde position de la clavette (15) dans laquelle elle assure un blocage du 15 piston (5) dans la condition dans laquelle ledit piston applique fermement les patins sur le disque et en ce qu'il comporte des moyens (71) manuels de poussée axiale (23') selon l'axe (Y) non parallèle à l'axe (X) du piston (5) pour repousser la clavette (15) dans ladite première position pour assurer un déverrouillage d'urgence du frein. 2. Frein selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens (71) de poussée axiale comportent un filetage (75) coopérant avec un taraudage de l'étrier (1) ou d'une pièce (77) rendue solidaire de l'étrier (1), et une pièce (73) de poussée dont la rotation (87) manuelle en coopération avec ledit taraudage (75) est 25 susceptible de repousser la clavette (15) de ladite deuxième position vers ladite première position. 3. Frein selon la revendication 2 caractérisé en ce que la pièce (73) de poussée est une vis. 4. Frein selon la revendication 3 caractérisé en ce que la vis (73) est directement vissée dans un taraudage (75) pratiqué dans l'étrier (1) du frein. 5. Frein selon la revendication 3 caractérisé en ce qu'il comporte un manchon (77) 35 solidarisé avec l'étrier (1) le manchon étant muni d'un taraudage (75) dans lequel est vissée ladite vis (73). 6. Frein selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'étrier comporte un taraudage (75) et le manchon un pas de vis et en ce que le manchon (77) est 40 solidarisé en translation avec l'étrier par vissage du manchon dans le taraudage de l'étrier. 7. Frein selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le dispositif de déverrouillage comporte un joint (81). 45 8. Frein selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (83, 85) de retenue de la pièce (73) de poussée. 9. Frein selon la revendication 8 caractérisé en ce que les moyens de retenue de la pièce (73) de poussée comportent un circlip (83). 10. Frein selon la revendication 8 caractérisé en ce que les moyens de retenue de la 5 pièce (73) de poussée comportent une flasque prenant appui sur l'étrier (1) ou sur une pièce solidarisée avec l'étrier (1) lorsque la pièce de poussée (73) est vissée à force dans le taraudage (75) . 11. Frein selon les revendications 3 et 8 caractérisé en ce que les moyens de retenue 10 de la pièce (73) de poussée sont formés par déformation plastique d'une zone axialement externe d'un taraudage (75) de réception de la vis (73).