Brevet FR2879545A1 — publié le 20060623

Domaine de l'invention La présente invention concerne un dispositif de verrouillage de la position notamment de la position de stationnement d'un frein de stationnement automatique. Etat de la technique Les freins de stationnement automatiques ou freins de blocage sont de plus en plus utilisés dans les véhicules et remplacent les freins de stationnement mécaniques utilisés jusqu'alors. Dans ces freins anciens, le conducteur actionne une poignée transmettant le mouvement par un câble au frein de stationnement du véhicule (frein à main). Dans le cas d'un frein de stationnement automatique, contraire- ment à cela, on actionne uniquement un commutateur ou un bouton de commande du véhicule pour bloquer le véhicule. La demande de blocage du véhicule par le conducteur est transmise à une commande qui ac- tionne par exemple un moteur électrique ou hydraulique équipant le piston de frein pour répondre à cette demande de blocage. Pour garantir la position de blocage ou position de stationnement, on connaît en outre des dispositifs de verrouillage consistant à bloquer mécaniquement le piston de frein. Pour cela, un élément de verrouillage est entraîné par l'intermédiaire d'un moteur électrique distinct et par une transmission à vis. L'élément de verrouillage connu se compose toutefois d'un nombre relativement important de pièces et son encombrement est relativement important dans l'espace limité au niveau d'un frein de véhicule. De plus, on a constaté que l'addition des tolérances notamment dans la transmission à vis engendrait en partie du jeu ce qui n'est toutefois pas souhaité dans le cas des freins de stationnement. Exposé et avantages de l'invention La présente invention a pour but de remédier à ces in- convénients et concerne à cet effet un dispositif de verrouillage de la position d'un frein de stationnement automatique, caractérisé en ce que l'élément de verrouillage est l'arbre d'induit du moteur électrique. Le dispositif de verrouillage selon l'invention présente l'avantage d'être particulièrement compact. De plus, ce dispositif de ver- rouillage selon l'invention se compose d'un nombre réduit de pièces ce qui simplifie son montage. En outre, le dispositif de verrouillage est d'une fabrication très économique. Le dispositif selon l'invention n'utilise pas de transmission ce qui évite tout problème lié à un éventuel jeu dans la transmission. Grâce aux caractéristiques de l'invention, on supprime la transmission habituellement prévue entre l'entraînement ou moteur électrique et l'élément de verrouillage. L'arbre d'induit est intégré à l'entraînement ou moteur électrique de façon à se déplacer dans la di- rection axiale lors de la rotation de l'arbre. L'arbre d'induit assure ainsi la fonction de l'élément de verrouillage. Le verrouillage d'une position du frein de stationnement automatique se fait ainsi selon l'invention directement par le mouvement axial de l'arbre d'induit. L'arbre d'induit comporte de préférence un filetage extérieur en prise avec un filetage intérieur prévu sur la pièce du frein de stationnement automatique pour transformer le mouvement de rotation de l'arbre d'induit en un mouvement axial. On réalise ainsi un type particulier d'entraînement par broche. En outre, le filetage intérieur est prévu dans un élément de piston du frein de stationnement automatique. Le dispositif de verrouillage selon l'invention a une construction particulièrement compacte si les surfaces de collecteur du moteur électrique sont prévues directement sur l'arbre d'induit. De manière préférentielle les surfaces de collecteur sont au voisinage de l'induit du moteur électrique. Pour éviter toute influence réciproque de l'élément fonctionnel différent au niveau de l'arbre d'induit, cet arbre est de préférence réalisé avec une forme étagée. Le montage sera particulièrement rapide et simple si l'induit du moteur électrique est fixé à l'arbre d'induit par un ajustage pressé. Dans le cas d'un induit à structure étagée, on peut utiliser en outre la forme étagée comme butée pour l'induit. Pour mettre dans une position définie l'élément de verrouillage lors du mouvement de rappel du dispositif de verrouillage vers sa position de fin de course, c'est-à-dire dans la position de libération de ce dispositif de verrouillage, il est prévu de préférence une installation de butée. L'installation de butée comporte notamment un élément de butée en saillie et une cavité principalement en forme d'arc. L'élément de butée en saillie est formé soit sur l'élément de verrouillage, soit sur le côté intérieur d'un boîtier et la cavité en forme d'arc est réalisée de manière correspondante sur l'autre composant c'est-à-dire sur l'élément de verrouillage ou le côté intérieur du boîtier qui ne comporte pas l'élément de butée en saillie. Grâce à cette réalisation, lorsque le dispositif de verrouillage occupe sa position de fin de course ou position de repos, le frottement entre l'élément de verrouillage et le boîtier ne dé-passe pas une valeur prédéfinie. On évite ainsi notamment un frotte-ment avec collage qui pourrait se produire entre deux surfaces. La réalisation de l'installation de butée est particulière- ment simple et économique si l'élément de butée en saillie est réalisé sur un manchon cylindrique. Ce manchon cylindrique peut être prévu soit sur le boîtier soit directement sur l'élément de verrouillage. L'invention concerne en outre un frein de stationnement automatique équipé d'un dispositif de verrouillage selon l'invention. Les moyens de l'invention permettent de fabriquer le dispositif de verrouillage de frein de stationnement d'une façon significativement plus économique ce qui réduit encore plus la différence de coût entre les freins de stationnement automatiques et les freins à main classiques. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation préférentiels de l'invention représentés dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe schématique d'un dispositif de ver- rouillage correspondant à un premier exemple de réalisation de la présente invention, - la figure 2 est une vue schématique en perspective de l'élément de verrouillage de la figure 1, - la figure 3 est une vue en coupe schématique d'une partie d'un dis-positif de verrouillage correspondant à un second exemple de réalisation de l'invention, - la figure 4 est une vue schématique en perspective du second mode de réalisation de l'élément de verrouillage. Description des modes de réalisation de l'invention La description donnée ci-après en référence aux figures 1 et 2 concerne un dispositif de verrouillage 1 selon un premier exemple de réalisation de l'invention. La figure 1 est une vue partielle en coupe d'un frein de stationnement automatique équipé d'un dispositif de verrouillage 1 selon l'invention. Le frein de stationnement automatique comprend un piston de frein non représenté et un ressort de piston ou piston auxiliaire 12 ainsi qu'une chambre hydraulique entre le piston de frein et le piston auxiliaire 12. A la figure 1, la chambre hydraulique se trouve sous la surface du piston auxiliaire 12 tournée vers le bas. Lorsque le frein de stationnement est activé, le volume hydraulique reçoit du liquide sous pression et le piston de frein pousse les garnitures de frein contre un disque de frein. Le piston auxiliaire 12 se trouve ainsi dans la position représentée à la figure 1; dans cette position, l'élément de ressort 11 est partiellement comprimé. Partant de cette position, on veut effectuer un verrouillage mécanique du piston de frein pour que la pression hydraulique puisse le cas échéant être diminuée dans la chambre hydraulique sans nécessiter le verrouillage mécanique du piston de frein. Le dispositif de verrouillage 1 selon l'invention assure cette fonction. Ce dispositif de verrouillage 1 comprend un entraînement ou moteur électrique 2 logé complètement dans le boîtier 10 du frein de stationnement. Le moteur électrique 2 comporte un induit 4 fixé sur un arbre d'induit par un ajustage pressé. L'arbre d'induit du moteur électrique 2 est réalisé sous la forme d'un élément de verrouillage 3. Comme cela apparaît à la figure 1, l'élément de verrouillage est une sorte de vis de verrouillage munie d'un filetage extérieur 15 à son extrémité inférieure. L'élément de verrouillage 3 comporte plusieurs zones étagées. L'élément de verrouillage 3 comporte en outre un perçage d'évacuation d'air 19. Le moteur électrique 2 comprend un élément de connexion 9 pour l'alimentation des balais 7a par les lignes électriques 7 pour four- nir le courant électrique; ce dispositif de connexion est prévu sur le côté extérieur du boîtier. Les balais 7a sont logés dans des supports de balais 7. La liaison entre les éléments de connexion 9 et les balais 7a du support de balais 7 peut se faire par exemple par des rails électriques ou des moyens analogues. Plusieurs surfaces de collecteurs 8 sont pré- vues sur l'élément de verrouillage 3 en regard des balais 7a. Le moteur électrique 2 comprend en outre un pot polaire 5 logeant les éléments d'aimant 6 placés en regard de l'induit 4. Le pot 5 est logé dans le boîtier 10. Comme cela apparaît en outre à la figure 1, le piston auxiliaire 2 est sollicité par l'élément de ressort 11 et comporte un perçage central recevant un mécanisme de réglage 13. L'extrémité supérieure du perçage comporte un filetage intérieur 14. Le filetage intérieur 14 est en prise avec le filetage extérieur 15 de l'élément de verrouillage 3. Le mécanisme de réglage 13 sert à régler en fonction de l'usure des garnitures de frein. Le dispositif de verrouillage 1 selon l'invention comporte également une installation de butée formée d'une butée 17 en saillie et d'une cavité 18 en forme d'arc. Selon la figure 1, la butée 17 en saillie fait corps avec un manchon 16 monté dans le boîtier 10. Le manchon 16 est fermé à l'aide d'un élément d'obturation 20. L'élément d'obturation 20 peut être fixé par exemple par un ajustage pressé. La cavité 18 en forme d'arc apparaissant à la figure 2 est réalisée dans la surface de tête 3a de l'élément de verrouillage 3; elle a une profondeur qui augmente en continu en direction de sa surface de butée arrière 18a. Cette installation de butée 8 que toute la surface de la tête de l'élément de verrouillage 10 vient s'appliquer contre le côté intérieur du boîtier 10 car on pourrait alors avoir un frottement avec collage excessif. Ce frottement avec collage pourrait bloquer l'actionnement de l'élément de verrouillage 10 par le moteur électrique 2. Grâce à l'installation de butée, le frottement avec collage ne concerne que la petite surface au niveau de la butée en saillie 17 ou de la cavité 18. Cet effet peut être vaincu sans difficulté par le moteur électrique 2. Le dispositif de verrouillage selon l'invention décrit ci-dessus fonctionne de la manière suivante: Lorsque le frein de stationnement automatique se trouve dans sa position de blocage, le dispositif de verrouillage 1 assure son verrouillage mécanique. Pour cela, on alimente le moteur électrique 2. L'arbre d'induit réalisé sous la forme d'un élément de verrouillage 3 commence alors à tourner. Comme l'élément de verrouillage 3 est en prise par son filetage extérieur 15 avec le filetage intérieur 14 du piston auxiliaire 12, fixe, la rotation de l'élément de verrouillage 3 se transforme en un mouvement axial dans la direction de l'axe longitudinal X-X de l'élément de verrouillage 3. L'élément de verrouillage 3 est ainsi déplacé vers le bas dans la direction axiale jusqu'à venir en butée contre le mécanisme de réglage 13 et continue d'enfoncer celui-ci jusqu'à ce que le mécanisme de réglage soit en contact avec le piston de frein. Dans cette position, le piston de frein non représenté du frein de stationnement est verrouillé mécaniquement par l'intermédiaire de l'élément à ressort 11, du piston auxiliaire 12 et de l'élément de ver- rouillage 3. La position de l'élément de verrouillage 1 verrouillée mécaniquement peut être déterminée par exemple à l'aide du courant électrique pris par le moteur électrique. Lorsque l'élément de ver- rouillage atteint la position verrouillée, il ne peut plus continuer de tourner si bien que le courant demandé par le moteur augmente forte-ment. Il est à remarquer que le trajet parcouru par l'élément de verrouillage 3 est de quelques millimètres (environ 2 mm). Pour le déverrouillage, on entraîne l'élément de ver- rouillage 3 à l'aide du moteur électrique tournant dans le sens opposé pour que l'élément de verrouillage 3 remonte vers la position initiale ou la position de fin de course représentée à la figure 1. L'installation de butée évite ainsi un frottement avec collage trop important entre l'élément de verrouillage 3 et le boîtier 10. La caractéristique selon l'invention consistant à réaliser l'élément de verrouillage 3 sous la forme de l'arbre d'induit d'un moteur électrique 2 du dispositif de verrouillage permet une construction particulièrement compacte et économique. De plus, on supprime la transmission utilisée dans l'état de la technique entre le moteur électrique fixé par bride au boîtier et l'élément de verrouillage. Selon l'invention l'entraînement électrique est en revanche intégré dans le boîtier 10 du dispositif de verrouillage. Un second mode de réalisation d'un dispositif de verrouillage 1 selon l'invention sera décrit ci-après en référence aux figures 3 et 4. Dans ces figures, on utilisera les mêmes références pour désigner les mêmes pièces ou les pièces de même fonction que dans le premier exemple de réalisation. Selon les figures 3 et 4, à la différence du premier mode de réalisation, dans le cas du second mode de réalisation, l'installation io de butée est réalisée par une butée en saillie 21 portée par l'élément de verrouillage 3. La butée en saillie 21 de cet élément de verrouillage 3 peut alors revenir en contact avec une butée également en saillie pour la position de fin de course ou de façon analogue au premier exemple de réalisation, venir en contact avec une cavité de forme correspondante pour la position de fin de course. Pour le reste, cet exemple de réalisation correspond au premier exemple de réalisation et pour plus de détails on se reportera à la description qui en a été faite. REVENDICATIONS 1 ) Dispositif de verrouillage de la position d'un frein de stationnement automatique de véhicule comprenant un moteur électrique (2) et un élément de verrouillage (3), caractérisé en ce que l'élément de verrouillage (3) est l'arbre d'induit du moteur électrique (2). 2 ) Dispositif de verrouillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de verrouillage (3) comporte un filetage extérieur (15) en prise avec un filetage intérieur (14) pour transformer le mouvement de rotation de l'élément de verrouillage (3) en un mouvement axial de l'élément de verrouillage dans la direction axiale (X-X). 3 ) Dispositif de verrouillage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le filetage intérieur (14) est réalisé dans un élément de piston (12) du frein de stationnement automatique. 4 ) Dispositif de verrouillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de verrouillage (3) porte les surfaces de collecteur (8) du moteur électrique (2). 5 ) Dispositif de verrouillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de verrouillage (3) a une structure étagée. 6 ) Dispositif de verrouillage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' un induit (4) du moteur électrique (2) est fixé à l'élément de verrouillage (3) par un ajustage pressé. 7 ) Dispositif de verrouillage selon la revendication 1, caractérisé par une installation de butée (17, 18; 21) pour définir une position de fin de course prédéterminée lors du mouvement de rappel du dispositif de verrouillage. 8 ) Dispositif de verrouillage selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'installation de butée (17, 18) est un élément de butée en saillie et comporte une cavité en forme d'arc, l'élément de butée en saillie étant réalisé sur l'élément de verrouillage (3) et la cavité dans le côté intérieur d'un boîtier (10) ou encore l'élément de butée en saillie est réalisé sur un boîtier (10) et la cavité est réalisée dans l'élément de verrouillage (3). 9 ) Dispositif de verrouillage selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que l'élément de butée en saillie est formé sur un manchon cylindrique (16) fixé dans un boîtier (10), notamment fait partie intégrante du manchon cylindrique. 10 ) Frein de stationnement automatique comprenant un dispositif de verrouillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.