Brevet FR2882320A1 — publié le 20060825

Domaine de l'invention La présente invention concerne un frein de stationnement et de service de véhicule automobile comportant un piston de frein actionné par la pression. Etat de la technique Dans le domaine des véhicules utilitaires, on utilise actuellement généralement des freins à disque hydraulique comme frein de service. Ces freins comportent un piston actionné par la pression et qui à ce moment pousse une garniture de friction contre le disque du frein. Pour réaliser la fonction de frein de stationnement on actionne le frein mécaniquement par un câble (câble Bowden) et un levier de frein à main. Le levier de frein à main comporte une installation d'encliquetage amovible qui maintient le frein en position actionné/tiré. Le document DE-195 02 927-Al décrit un frein de service et de stationnement qui comporte un piston de frein actionné par la pression comme les freins de services habituels. Pour assurer la fonction de frein de stationnement, ce frein connu comporte des verrous qui maintiennent le piston de frein en position actionné lorsque ses verrous sont bloqués. On actionne les verrous de blocage par un choc de pres- Sion par l'intermédiaire de la conduite hydraulique du frein lorsque le frein est actionné. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un frein hydraulique fonctionnant de façon générale comme frein à pression par exemple comme frein pneumatique mais sans être limité à un type de frein à disque. Exposé et avantages de l'invention La présente invention concerne un frein de service et de stationnement du type défini ci-dessus caractérisé en ce qu'il comprend un piston de stationnement sollicité par la pression, un élément de ressort qui sollicite le piston de stationnement dans le sens de l'actionnement du piston de frein et un verrou anti-retour commutable qui à l'état fermé, bloque le piston de frein en mouvement par rapport au piston de stationnement dans le sens de la libération du frein de service et de stationnement. En d'autres termes, le frein de service et de stationne-ment selon l'invention comporte outre le piston soumis à l'action de la pression également un piston de stationnement qui peut être soumis à l'action de la pression mais toutefois seulement dans le sens de la libé- ration du frein de service et de stationnement. Un élément de ressort agit sur le piston de stationnement dans le sens de l'actionnement du piston de frein. L'élément de ressort englobe dans sa définition un élément élastique ou un accumulateur d'énergie qui agit sur le piston de stationnement dans le sens de l'actionnement du piston de frein. L'élément de ressort selon l'invention peut également être un élément élastique en caoutchouc ou en matière plastique ou encore un accumulateur de pression à gaz (ressort à gaz). Un verrou anti-retour commutable relie le piston de frein au piston de stationnement. A l'état engagé, le verrou anti-retour bloque le piston de frein en mouvement par rapport au piston de stationnement dans le sens de la libération du frein de service et de stationnement. Lorsque le piston de stationnement est sollicité par son élément de ressort dans le sens de l'actionnement du piston de frein et que le verrou anti-retour est mis en oeuvre, l'élément de ressort agit sur le piston de frein par l'intermédiaire du piston de stationnement et du verrou anti-retour dans le sens de la commande du frein de service et de stationnement. Le piston de frein pousse alors la garniture de frein contre l'organe de frein tel qu'un dis-que de frein. Le frein de service et de fonctionnement peut également être actionné comme frein de stationnement. La force pour le frein de stationnement est appliquée par l'élément de ressort du piston de stationnement lorsque le frein de service et de stationnement est hors pression. Lorsque le verrou anti-retour est coupé, le piston de frein peut se déplacer dans le sens de l'actionnement et de la libération du frein de service et de stationnement qui est commandé de façon habituelle comme frein de service par application de la pression contre le piston de frein. Le piston de stationnement et le verrou anti-retour, coupés sont neutralisés lorsque le frein de service fonctionne. Le piston de frein peut se déplacer dans la direction de l'actionnement lorsque le verrou anti-retour est actionné et lorsqu'il est coupé. L'invention a l'avantage de réaliser un frein de service et de stationnement très compact pour un véhicule automobile réalisable comme frein de roue et par exemple intégré dans un frein à tambour ou dans un étrier de frein à disque. L'invention supprime le câble et le le- vier de frein à main. En outre le frein de service et de stationnement selon l'invention s'utilise comme frein de stationnement automatique actionné par de l'énergie extérieure par exemple fournie par une pompe hydraulique. La pompe hydraulique est un équipement existant dans les systèmes de régulation anti-blocage (ABS) ou les installations de frein commandées par de l'énergie extérieure de sorte que les moyens supplémentaires à mettre en oeuvre pour avoir un frein de stationne-ment automatique sont très réduits dans le cas présent. Le frein de stationnement automatique a l'avantage de ne pas être commandé par la force musculaire. Selon un développement avantageux de l'invention, le verrou anti-retour est commuté par le piston de stationnement. Suivant un autre développement de l'invention, un mécanisme de verrouillage et de déverrouillage du verrou anti-retour est commuté par le piston de stationnement. L'engagement et le dégage- ment du verrou anti-retour et ainsi la commutation du frein entre la fonction de frein de service et la fonction de frein de stationnement ou inversement se fait dans ce mode de réalisation de l'invention en appliquant la pression et en déplaçant le piston de stationnement. De plus avantageusement: - le mécanisme de verrouillage et de déverrouillage comporte un poussoir soumis à l'action d'un ressort qui agit sur un organe de verrouillage du verrou anti-retour, et l'élément de ressort du piston de stationnement pousse le poussoir hors service contre l'action de ce ressort, - le frein de service et de stationnement comporte un mécanisme d'encliquetage commutable reliant le poussoir au piston de stationnement et qui peut être libéré par application de pression sur le pis-ton de stationnement, - le piston de frein est coupé hydrauliquement du piston de station- nement. Dessin La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans le dessin annexé dans lequel: - l'unique figure est une vue partiellement simplifiée et schématique d'un frein de service et de stationnement selon l'invention. Description du mode de réalisation Le frein de service et de stationnement 10 selon l'invention comporte un boîtier 12 recevant un piston de frein 14 à commande hydraulique. Le piston est coulissant axialement dans le boîtier. Le boîtier 12 peut également être appelé cylindre ou cylindre de frein. Pour freiner on applique la pression au piston de frein 14 qui pousse une garniture de frein à friction non représentée contre un organe de frein également non représenté. Cet organe de frein est par exemple un disque de frein ou un tambour de frein. Ces moyens constituant le frein de service et de stationnement sont connus et correspondent à ceux des freins hydrauliques de roue (freins de service) habituels de véhicules automobiles. Le boîtier 12 peut par exemple faire partie de l'étrier d'un frein hydraulique à disque, non représenté. Un piston de stationnement 16 est coulissant axialement dans le boîtier 12; ce piston est coaxial au piston de frein 14. Le piston de stationnement 16 est soumis à l'action d'un élément de ressort agissant dans le sens de l'actionnement du piston de frein 14. L'élément de ressort comporte un certain nombre de ressorts Belleville 18 installés dans le piston de stationnement 16 réalisé sous la forme d'un piston creux; ces éléments de ressort s'appuient contre le couvercle 20 du boîtier. Ce couvercle est fixé au boîtier 12 du côté du piston de stationnement 16 à l'opposé du piston de frein 14. Le piston de frein 14 est relié par un verrou anti-retour 22 au piston de stationnement 16. Pour former le verrou anti-retour 22, le piston de stationnement 16 comporte un orifice central 24 dans le-quel arrive la tige de piston 26 du piston de frein 14. L'orifice central 24 du piston de stationnement 16 est fermé du côté opposé à celui du pis-ton de frein 14. L'orifice central 14 a une section carrée ou rectangulaire en s'élargissant en direction du piston de frein 14 avec deux rampes 28 opposées entre lesquelles se trouve la tige 26 du piston de frein 14. La tige de piston 26 fait corps avec le piston de frein 14; elle est axialement en saillie en direction du piston de stationnement 16 et pénètre dans son orifice central 24. A l'intérieur de l'orifice central 24 du piston de stationnement 16, la tige de piston 26 du piston de frein 14 comporte un segment de tige de piston 30 à section rectangulaire aplatie qui rejoint par un gradin 32 un segment de tige de piston 34 à section de forme circulaire. Entre les rampes 28 de l'orifice central 24 du piston de stationnement 16 et le segment de tige de piston 30 de section rectangulaire, on a interposé des organes de verrouillage 36 sous la forme de rouleaux faisant partie du verrou anti-retour 22. En principe, on peut également avoir une réalisation symétrique en rotation du verrou anti-retour 22 à la place d'une réalisa- tion symétrique suivant un plan. Dans le cas d'une réalisation symétrique en rotation du verrou anti-retour 22, l'orifice central 24 du piston de stationnement 16 s'élargirait suivant une forme conique en direction du piston de frein 14 et le segment de tige de piston 30 aurait une section circulaire; les organes de verrouillage 36 seraient alors des billes (cette solution n'est pas représentée). Pour commuter le verrou anti-retour 22, le frein de service et de stationnement 10 comporte un poussoir en forme de manchon coulissant axialement sur le segment de tige de piston 34 de section circulaire. Un élément de ressort 40 s'appuyant contre le boîtier 12 pousse le manchon poussoir 38 en direction des organes de verrouillage 36. Le manchon poussoir 38 a une rainure périphérique 42 recevant des billes 44. Ces billes constituent les organes d'encliquetage. Les billes 44 constituant des organes d'encliquetage sont installées sur un cercle géométrique qui entoure le manchon poussoir 38 à hauteur de l'écrou 42. Les billes 44 s'appuient contre un élargissement conique 46 en forme de congé à l'embouchure du prolongement tubulaire 48 du piston de stationnement 16. Lorsque le piston de stationnement 16 est déplacé d'une courte distance du manchon poussoir 38 par la pression agissant contre la force des ressorts Belleville 18, les billes 44 se déga- gent de la rainure 42 du manchon poussoir 38 qui peut alors coulisser axialement. La rainure 42 du manchon poussoir 38, l'extension conique 46 du prolongement 48 du piston de stationnement 16 et les billes 44 coopérant comme organe d'encliquetage constituent ainsi un mécanisme d'encliquetage commutable 50. Ce mécanisme peut être débrayé par l'application de la pression sur le piston de stationnement 16 avec le manchon poussoir 38 qui sollicite les organes de verrouillage 36 du verrou anti-retour 22, le mécanisme d'encliquetage 50 constitue un mécanisme de verrouillage et de déverrouillage 52 permettant de débrayage ou d'embrayer le verrou anti- retour 22. La commutation se fait avec le piston de stationnement 16. Pour effectuer un freinage de service, on applique la pression hydraulique au piston de frein 14 qui pousse la garniture de frein à friction non représentée contre l'organe de frein également non représenté tel qu'un disque de frein. Le freinage de service se fait ainsi comme cela est connu pour les freins hydrauliques. Le piston de stationnement 16, le verrou anti-retour 22 et le mécanisme de verrouillage et de déverrouillage 52 et son mécanisme d'encliquetage 50 sont neutralisés pour le freinage de service. Pour fonctionner comme frein de stationnement, on ap- plique la pression hydraulique au piston de frein 14 qui pousse la garniture de frein non représentée contre l'organe de frein également non représenté. Le piston de stationnement 16 reçoit également la pression hydraulique et ainsi il est repoussé contre le couvercle de boîtier 20 dans la direction opposée du piston de frein 14 contre la force des res- sorts Belleville 18. Les billes 44 peuvent ainsi se dégager de la rainure du manchon poussoir 38; le mécanisme d'encliquetage 50 est ainsi ou-vert et le manchon coulissant 38 peut coulisser sur la tige de piston 26. L'élément de ressort 40 pousse le manchon poussoir 38 contre les rouleaux constituant les organes de verrouillage 36 du verrou anti-retour 22 et pousse les organes de verrouillage 36 contre les rampes 28 de l'orifice central 24 du piston de stationnement 16. Le verrou anti-retour 22 est ainsi embrayé ; la tige de piston 26 et ainsi le piston de frein 14 sont seulement écartés du piston de stationnement 16 dans la direction d'actionnement du frein de service et de stationnement 10, c'est-à-dire dans le sens de l'application de la garniture de frein non représentée contre l'organe de frein également non représenté. Le verrou anti-retour 22, engagé bloque alors le mouvement du piston de frein 14 dans le sens de la libération du frein de service et de stationnement. Dans cet état du frein de service et de stationnement, on coupe la pression hy-draulique qui agit sur le piston de frein 14 et le piston de stationnement 16. Les ressorts Belleville 18 poussent le frein de stationnement 16 en direction du piston de frein 14 et par le verrou anti-retour 22, les ressorts Belleville 18 poussent le piston de frein 14 dans la direction d'actionnement; en d'autres termes, les ressorts Belleville 18 poussent la garniture de frein non représentée contre l'organe de frein également non représenté. Le frein de service et de stationnement 10 est ainsi actionné par la force de freinage de stationnement appliquée par les ressorts Belleville 18. Pou libérer le frein de stationnement, on applique de nouveau la pression hydraulique au piston de frein 14 et au piston de stationnement 16. Le piston de stationnement 16 est alors poussé vers le couvercle 20 du boîtier dans la direction opposée du piston de frein 14 contre la force développée par les ressorts Belleville 18. Puis on diminue la pression appliquée au piston de frein 14 ce qui libère le frein de service et de stationnement 10. Le verrou anti-retour 22 se libère également car le manchon poussoir 38 reçoit la pression agissant sur le piston de stationnement 16. Cette pression pousse le manchon poussoir 38 contre la force de l'élément de ressort 40 en l'écartant des organes de verrouillage 36; le verrou anti-retour est ainsi libéré et le piston de frein 14 peut coulisser dans le sens de la libération. Après cette libération on peut de nouveau couper la pression appliquée au piston de stationne-ment 16. On revient ainsi à l'état de frein de fonctionnement, d'origine; le frein de service et de stationnement 10 peut ainsi de nouveau fonctionner comme frein de service ou comme frein de stationnement. REVENDICATIONS 1 ) Frein de service et de stationnement de véhicule automobile comportant un piston de frein soumis à l'action de la pression, caractérisé en ce qu' il comprend un piston de stationnement (16) sollicité par la pression, un élément de ressort (18) qui sollicite le piston de stationnement (16) dans le sens de l'actionnement du piston de frein (14) et un verrou antiretour (22) commutable qui à l'état fermé, bloque le piston de frein (14) en mouvement par rapport au piston de stationnement (16) dans le sens de la libération du frein de service et de stationnement (10). 2 ) Frein de service et de stationnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le verrou anti-retour (22) est commuté par le piston de stationnement (16). 3 ) Frein de service et de stationnement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le verrou anti-retour (22) comporte un mécanisme de verrouillage et de déverrouillage (52) commuté par le piston de stationnement (16). 4 ) Frein de service et de stationnement selon la revendication 3, caractérisé en ce que le mécanisme de verrouillage et de déverrouillage (52) comporte un poussoir (38) soumis à l'action d'un ressort qui agit sur un organe de verrouillage (36) du verrou anti-retour (22), et l'élément de ressort (40) du piston de stationnement (16) pousse le poussoir (38) hors service contre l'action de ce ressort. 5 ) Frein de service et de stationnement selon la revendication 4, caractérisé en ce que le frein de service et de stationnement (10) comporte un mécanisme d'encliquetage (50) commutable reliant le poussoir (38) au piston de stationnement (16) et qui peut être libéré par application de pression sur le piston de stationnement (16). 6 ) Frein de service et de stationnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston de frein (14) est coupé hydrauliquement du piston de stationnement (16).