Brevet FR2879544A1 — publié le 20060623

Domaine de l'invention La présente invention concerne un dispositif de verrouillage d'un frein de stationnement automatique de véhicule. Etat de la technique Les freins de stationnement sont connus selon de multiples réalisations décrites dans l'état de la technique. Récemment, on utilise de plus en plus de freins de stationnement automatiques qui remplacent les freins de stationnement traditionnels (freins à main) que le conducteur actionne manuellement à l'aide d'un levier et d'un câble de traction pour bloquer le véhicule. De tels freins de stationnement automatiques sont actionnés par un entraînement ou moteur électrique ou par l'hydraulique. Pour garantir l'état d'arrêt de tels freins de stationnement automatiques, il est connu de prévoir un mécanisme de verrouillage. De tels mécanismes de verrouillage sont par exemple actionnés par un moteur électrique. Comme au niveau du frein de roue, là où se trouvent de tels moteurs électriques du mécanisme de verrouillage, la place disponible est très limitée, les moteurs électriques sont aussi miniaturisés que possible. Si un tel moteur actionne un mécanisme de verrouillage et lorsque le verrouillage mécanique a atteint sa position, le moteur électrique prend une intensité plus élevée utilisée comme signal pour couper le moteur. Du fait des composants relative-ment petits, on risque néanmoins que le moteur électrique ne soit endommagé par un courant électrique trop fort. C'est pourquoi les moteurs électriques de frein de stationnement doivent être relativement grands ce qui se répercute de manière négative sur la dimension cons- tructive et sur le poids. Exposé et avantages de l'invention La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet un dispositif de verrouillage du type défini ci-dessus, caractérisé par un élément de verrouillage, un moteur électrique, une transmission composée d'au moins une première partie de transmission et d'une seconde partie de transmission, et prévue entre le moteur électrique et l'élément de verrouillage, et un élément de ressort qui relie l'arbre moteur du moteur électrique et la première par- tie de la transmission, pour transmettre la rotation de l'arbre moteur à la première partie de transmission par l'intermédiaire de l'élément à ressort. Le dispositif de verrouillage selon l'invention offre l'avantage d'une construction particulièrement compacte et légère. Ces avantages découlent de l'entraînement électrique du dispositif de verrouillage qui est construit de manière très simple et est de ce fait aussi très léger. Selon l'invention, entre l'entraînement du moteur électrique et une partie de transmission, on a un élément à ressort. L'élément à ressort assure la liaison entre l'arbre de sortie du moteur électrique et la boîte de vitesses. Ainsi, on transmet une rotation continue de l'arbre de sortie ou arbre moteur du moteur électrique par l'élément de ressort à la pièce de transmission. Lorsque le dispositif de verrouillage atteint sa position de fin de course c'est-à-dire la position de verrouillage mécanique, ou si le dispositif de verrouillage rencontre une butée, grâce à l'existence de cet élément de ressort entre le moteur électrique et la transmission, l'arbre moteur du moteur électrique peut continuer de tourner. On évite ainsi que lorsque le moteur électrique de la transmission ne peut plus tourner, le courant reçu dans l'entraînement électrique devienne trop fort. Grâce à l'élément de ressort selon l'invention, la prise de courant du moteur électrique continue lentement et en continu en fonction de la force de ressort en permanence croissante liée à la compression de l'élément de ressort de sorte qu'avant d'atteindre un niveau d'intensité de courant critique dans le moteur électrique celui-ci sera coupé. L'augmentation de l'intensité prise peut être ainsi influen- cée par le choix de la courbe caractéristique de l'élément de ressort. L'élément de ressort est de préférence installé entre le moteur électrique et la transmission sous la forme d'un ressort de torsion notamment d'un ressort de torsion cylindrique. Le ressort de torsion est tendu par une rotation et accumule ainsi une force de torsion. Dès que le moteur électrique est coupé à cause de l'alimentation de l'intensité du courant pris et qui augmente lentement, le ressort de torsion se détend de nouveau et entraîne ainsi l'arbre d'entraînement du moteur électrique. La rotation du rotor du moteur électrique, ainsi atteinte permet de convertir l'énergie de ressort accumulée en chaleur. On remarque qu'à côté des ressorts de torsion on peut également utiliser des ressorts hélicoïdaux cylindriques et non cylindriques par exemple un ressort hélicoïdal en forme de tonneau. Pour faciliter la fixation de l'élément de ressort, celui-ci comporte de préférence une première zone de branche et une seconde zone de branche. La première zone est de préférence reliée à l'arbre de sortie et la seconde branche aux composants de transmission. Comme la matière élastique est habituellement un fil cylindrique, la fixation peut se faire de manière simple par enfichage de l'extrémité de la plage de branches dans des ouvertures cylindriques. Selon un autre mode de réalisation préférentiel de l'invention, il est prévu un élément de guidage pour guider et recevoir le composant de transmission. L'élément de guidage est d'une manière particulièrement préférentielle un embout d'axe de l'arbre moteur. Cela permet une construction particulièrement compacte notamment dans la direction axiale de l'arbre de l'unité d'entraînement du dispositif de verrouillage. La transmission comporte de préférence au moins une première et une seconde partie. La première partie de transmission est de préférence une vis et la seconde partie de transmission est de préfé- rence une roue à vis. Ainsi, la construction peut toujours être particulièrement compacte. Suivant une autre caractéristique avantageuse, l'élément de verrouillage du dispositif de verrouillage est en une seule pièce avec la seconde pièce de la transmission. Cela signifie que la seconde pièce de la transmission est prévue comme élément de verrouillage et comporte une denture correspondante pour venir en prise avec la première partie de transmission. Le dispositif de verrouillage comporte de préférence une installation de butée pour définir la position de fin de course d'au moins une pièce de transmission et/ou de l'élément de verrouillage. La présente invention concerne également un frein de stationnement équipé d'un dispositif de verrouillage tel que défini ci-dessus. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue de côté schématique d'un dispositif de verrouillage correspondant à un premier exemple de réalisation de l'invention, l'élément à ressort étant représenté en coupe. - La figure 2 est une autre vue de côté du dispositif de verrouillage de la figure 1, - la figure 3 est une vue en coupe à échelle agrandie de composants sélectionnés du dispositif de verrouillage selon l'invention, la figure 4 est une vue de dessus d'un autre élément de ressort utilisé dans l'exemple de réalisation. Description du mode de réalisation En référence aux figures 1 à 4, on décrira ci-après un dispositif de verrouillage correspondant à un exemple de réalisation de l'invention. Selon les figures 1 et 2, le dispositif de verrouillage 1 de l'invention comprend une transmission 2, un moteur électrique 3 cons- tituant le moyen d'entraînement de l'élément de verrouillage ainsi qu'un élément de verrouillage 4. L'élément de verrouillage 4 permet par exemple le verrouillage mécanique de la position de stationnement d'un pis-ton de frein non représenté. L'élément de verrouillage 4 peut effectuer un mouvement de va-et-vient dans la direction de la double flèche A (voir figure 2) par le moteur électrique 3 et la transmission 2. Dans cet exemple de réalisation, la transmission 2 se compose de deux parties à savoir une vis 5 et une roue à vis 6 en prise avec celle- ci. Selon la figure 2, la roue à vis 6 est réalisée directement sur l'élément de verrouillage 4. Mais la roue à vis 6 peut également faire corps avec l'élément de verrouillage 4. Comme cela apparaît notamment aux figures 1 et 3, un élément de ressort 7 est interposé entre l'arbre de sortie 8 du moteur électrique 3 et la vis 5 de la transmission 2. Dans cet exemple de réalisation, l'élément de ressort 7 est un ressort de torsion, cylindrique, qui est mis en précontrainte par une rotation relative entre l'arbre moteur 8 et la vis 5. Le ressort de torsion 7 est réalisé comme ressort à branche et l'une des ses extrémités comporte une première branche 7a et l'autre extrémité, une seconde branche 7b. Les deux branches 7a, 7b sont dirigées vers l'intérieur du ressort. Les branches 7a, 7b servent à fixer l'élément de ressort 7 à l'arbre moteur 8 et à la vis 5. Pour cela, l'arbre moteur 8 et la vis 5 comportent des parties en saillie ou des perçages recevant les deux branches 7a, 7b. Les deux branches 7a, 7b relient l'élément de ressort 7 ainsi solidairement en rotation à l'arbre moteur 8 et à la vis 5. La figure 4 est de nouveau une vue de dessus de l'élément de ressort selon l'invention montrant en particulier la première branche 7a dirigée vers l'intérieur. De la même manière, la seconde branche ou élément de branche 7a est dirigée également vers l'intérieur. La longueur en saillie vers l'intérieur des éléments de branche 7a, 7b correspond ainsi la profondeur de la cavité de l'arbre moteur 8 ou de la vis 5. Comme cela apparaît en outre à la figure 2, le boîtier 9 du frein de stationnement comporte une première butée 10. La zone latérale de la roue à vis 6 comporte une seconde butée 11. Les deux bu- tées 10, 11 coopèrent de façon que pour une rotation dans une première direction, l'élément de verrouillage 4 se déplace axialement jusqu'à ce que la butée 11 rencontre la butée 10 du boîtier 9. Lorsqu'on se trouve dans cette position de butée, l'élément de verrouillage 4 est dans sa position de début de course ou sa position de fin de course. Partant de cette position de butée, lorsque le moteur électrique 3 fonctionne, on déplace axialement l'élément de verrouillage 4 jusqu'à ce que le frein de stationnement en prise soit verrouillé mécaniquement. En outre, un palier 12 est réalisé entre l'arbre moteur 8 et la vis 5. En d'autres termes, par l'un de ses côtés, la vis 5 est reliée à l'arbre moteur 8. Pour cela, l'arbre moteur 8 comporte un élément d'axe 8a logé de façon libre en rotation et coulissant axialement dans un perçage 5a de la vis 5. L'élément de verrouillage 1 selon l'invention fonctionne de la manière suivante: Lorsque le moteur électrique 3 fonctionne, son arbre de sortie ou arbre moteur 8 tourne dans une direction. La flèche B de la figure 1 désigne un sens de rotation possible de la roue à vis 6. Comme l'arbre moteur 8 est relié solidairement à l'élément de ressort 7 par la seconde branche 7b, l'élément de ressort 7 est ainsi entraîné en rotation. Cette première branche 7a entraîne également en rotation la vis 5 qui entraîne ainsi la roue à vis 6. Comme l'élément de verrouillage 4 est relié à une installation à broches non représentée, le mouvement de rotation de la roue à vis 6 transmis à l'élément de verrouillage 4 relié à la roue à vis se transforme en un mouvement axial dans la direction de la vue de la flèche A. Le sens d'entraînement du moteur électrique dé- termine la direction axiale du mouvement de l'élément de verrouillage 4. Lorsque l'élément de verrouillage 4 a verrouillé mécaniquement un piston de frein, l'élément de verrouillage 4 ne peut plus continuer dans le sens de rotation défini par le moteur électrique 3. Cela se traduirait normalement par le blocage de l'arbre 8 du moteur électrique. Mais comme l'arbre moteur 8 est relié par l'élément de ressort 7 à la vis 5, cet élément de verrouillage 4 et la roue à vis 6 ne bloquent que la vis 5. L'arbre moteur 8 peut ainsi continuer à tourner et fonctionne contre la force développée par l'élément de ressort 7. Cela se traduit par la mise en précontrainte de l'élément de ressort 7. Comme la rotation permanente de l'arbre moteur 8 fait augmenter en continu la force de ressort développée par l'élément de ressort 7, le courant de-mandé par le moteur électrique augmente également de façon continue. Cette augmentation de courant peut être détectée par un capteur et en cas de dépassement d'une valeur prédéterminée, le moteur électrique 3 est coupé avant qu'il ne risque d'être endommagé. Comme l'arbre moteur 8 est monté libre en rotation dans le palier 12 ou à l'intérieur du moteur électrique, après la coupure du moteur électrique, l'élément de ressort 7 peut se détendre et l'arbre moteur 8 tournera alors dans le sens opposé à celui dans lequel il tournait jusqu'alors. Ainsi, grâce à l'élément de ressort 7 entre l'arbre moteur 8 et la vis 5, on évite que le moteur ne soit détruit par un courant élec- trique trop intense lors du blocage de l'élément de verrouillage 4. De la même manière que le verrouillage du piston de frein décrit ci-dessus, l'invention fonctionne également pour le mouvement en sens opposé lorsque la roue à vis 6 et la butée 11 qu'elle porte rencontrent la butée 10 du boîtier 9. Dans ce cas, l'élément de verrouillage 4 et les deux parties de transmission sont bloqués mécaniquement si bien que l'élément de ressort 7 sera de nouveau précontraint par la poursuite de la rotation de l'arbre moteur 8. Il est à remarquer que la disposition de l'élément de ressort 7 entre l'arbre moteur 8 et la vis 5 permet également un meilleur amortissement en torsion pendant le fonctionnement du dispositif de verrouillage. REVENDICATIONS 1 ) Dispositif de verrouillage d'une position d'un frein de stationnement de véhicule, caractérisé par un élément de verrouillage (4), un moteur électrique (3), une transmission (2) composée d'au moins une première partie de transmission (5) et d'une seconde partie de transmission (6), et prévue entre le moteur électrique (3) et l'élément de verrouillage (4), et un élément de ressort (7) qui relie l'arbre moteur (8) du moteur électrique (3) et la première partie (5) de la transmission, pour transmettre la rotation de l'arbre moteur (8) à la première partie de transmission (5) par l'intermédiaire de l'élément à ressort (7). 2 ) Dispositif de verrouillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de ressort (7) est un ressort de torsion ou un ressort hélicoïdal. 3 ) Dispositif de verrouillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de ressort (7) comporte une première zone de branche (7a) et une seconde zone de branche (7b), la première zone (7a) assurant la liaison entre l'élément de ressort et la première partie de transmission (5) et la seconde zone de branche (7b) assurant la liaison entre l'élément de ressort et l'arbre moteur (8). 4 ) Dispositif de verrouillage selon la revendication 1, caractérisé par une zone de guidage (12) pour guider et servir de palier à la première partie de transmission (5). 5 ) Dispositif de verrouillage selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'élément de guidage est un embout d'axe (8a) de l'arbre de sortie (8) et comporte un perçage (5a) recevant la première partie de transmission (5) et l'élément d'axe (8a) passe dans le perçage (5a). 6 ) Dispositif de verrouillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première partie de transmission (5) et une vis et la seconde partie de transmission (6) est une roue à vis. 7 ) Dispositif de verrouillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de verrouillage (4) fait corps avec la seconde partie de transmission (6). 8 ) Dispositif de verrouillage selon la revendication 1, caractérisé par une installation de butée (10, 11) pour définir une position finale/de démarrage d'au moins un composant de transmission et/ou de l'élément de verrouillage (4). 9 ) Frein de stationnement comportant un dispositif de verrouillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.