Brevet FR2885660A1 — publié le 20061117

Domaine de l'invention La présente invention concerne un frein de véhicule équipé d'une installation de blocage. L'invention concerne également une installation de cap- teur pour vérifier le fonctionnement de l'installation de blocage. Etat de la technique Les freins de véhicule équipés de l'installation de blocage sont connus sous différentes réalisations de l'état de la technique. Les freins connus de véhicule sont fréquemment des freins hydrauliques; ils comportent une installation de blocage intégrée (cette installation est également appelée frein de stationnement). L'installation de blocage est activée par le conducteur du véhicule qui appuie par exemple sur un bouton poussoir ou commande un commutateur et assure la fonction de frein de service du véhicule. Pour garantir le maintien effectif de l'installation de blocage du véhicule, il a été proposé dans le cas d'un frein de blocage entraîné par un moteur électrique, de surveiller le courant pris par le moteur électrique. Ce procédé repose toutefois sur seulement une mesure indirecte des grandeurs du système et ne peut fournir une information que concernant la rotation ou non du moteur électrique. Les effets de la rotation du moteur électrique sur les composants mécaniques de l'installation de blocage ne peuvent se déterminer avec certitude. But de l'invention La présente invention a ainsi pour but de développer un frein de véhicule offrant une possibilité de surveillance simple et sûre de l'état de l'installation de blocage. Exposé et avantages de l'invention A cet effet la présente invention concerne un frein de véhicule équipé d'une installation de blocage comprenant, un piston de frein, un piston auxiliaire précontraint par un élément de ressort, une chambre de pression entre le piston de frein et le piston auxiliaire, un élément de vis en prise par une liaison à vis avec le piston auxiliaire, un moyen d'entraînement de l'élément de vis et une installation de capteur détectant la course du piston auxiliaire, l'installation de capteur étant installée sur l'axe du piston auxiliaire. Le frein de véhicule selon l'invention équipé d'une installation de blocage présente vis-à-vis de l'état de la technique l'avantage de pouvoir déterminer de manière sûre et fiable un état de blocage de frein par l'installation de blocage. Le frein du véhicule est d'une cons- traction particulièrement compacte et réduite. Selon l'invention, il est prévu à cet effet une installation de capteur qui détecte directement la course du piston auxiliaire de l'installation de blocage; cette installation de capteur est située sur l'axe du piston auxiliaire. Ainsi, l'installation de capteur est intégrée de manière centrale dans le frein du véhicule et ne nécessite pas de volume supplémentaire car il peut être installé dans des cavités existantes de pièces du frein du véhicule. Comme selon l'invention, on mesure au milieu du piston auxiliaire, l'éventuel positionnement en biais du piston ne peut avoir de conséquence négative ou d'effet erroné sur le résultat de la mesure. De manière préférentielle, l'installation de capteur comporte un élément de mesure ayant une broche de mesure reliée au pis-ton auxiliaire et un élément de commutation. Tous les composants de l'installation de capteur sont intégrés de manière centrale suivant l'axe dans le frein du véhicule. L'élément de commutation est de préférence un aimant permanent et l'élément de mesure un capteur à effet Hall. Selon un autre développement préférentiel de l'invention, l'élément de commutation est un élément fabriqué en une matière magnétoconductrice et l'élément de mesure est un capteur à effet Hall avec un aimant permanent supplémentaire. Selon un autre développement préférentiel de l'invention, l'élément de commutation est de préférence un élément de commutation mécanique et le signal est généré par un contact. Selon un développement préférentiel de l'invention, la broche ou tige de mesure de l'installation de capteur est reliée au piston auxiliaire pour pouvoir tourner par rapport au piston auxiliaire tout en étant bloquée dans la direction axiale solidairement au piston auxiliaire. Comme la tige de mesure est reliée au piston auxiliaire, elle participe à la course du piston auxiliaire de façon à générer des signaux corres- pondants pour l'élément de mesure. Suivant une autre caractéristique préférentielle, il est prévu une installation de commande vérifiant le fonctionnement du frein de stationnement en s'appuyant sur les signaux correspondant à la course du piston auxiliaire et qui sont reçus par l'installation de capteur. De manière préférentielle, on émet un signal avertisseur pour le conducteur si le contrôle montre que l'on a un défaut de fonctionne-ment de l'installation de blocage. La présente invention peut s'appliquer à tous types de freins de véhicule tels que par exemple des freins hydrauliques, pneumatiques ou électriques équipés d'installations de blocage ou de freins de stationnement. La présente invention n'entraîne ainsi aucun effet gênant sur le fonctionnement normal du frein de service du véhicule. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation de l'invention représenté dans le dessin annexé dans lequel: - la figure unique est une vue en coupe schématique d'un frein de véhicule équipé d'une installation de blocage ou de frein de stationne-ment selon un exemple de réalisation de l'invention. Description du mode de réalisation En référence à la figure 1, on décrira ci-après un frein de véhicule 1 correspondant à un exemple de réalisation de l'invention. La figure montre schématiquement la structure de base d'un frein de véhicule 1 avec une installation de blocage ou frein de sta-tionnement 2, intégré. Le frein du véhicule s'utilise comme frein de service habituel ou comme frein de stationnement ou de blocage du véhicule. Le frein du véhicule n'est représenté que schématiquement à la figure et dans la suite seuls les composants essentiels à la compréhension de l'invention seront décrits de manière détaillée. Selon la figure, le frein 1 du véhicule comprend un piston de frein 3, un piston auxiliaire 4 et une chambre de pression 5 entre le piston 3 et le piston auxiliaire 4. Le piston auxiliaire 4 est précontraint par un paquet de ressorts 6. Le paquet de ressort de cet exemple de réalisation se compose de trois lames de ressort. Il est en outre prévu un élément de broche 8 relié au piston auxiliaire 4 par une liaison à vis 7. Le piston auxiliaire 4 a une zone cylindrique avec un filetage intérieur en prise avec le filetage extérieur de l'élément de vis 8. L'élément de vis 8 est entraîné par l'intermédiaire d'un moteur électrique (non représenté) et d'une transmission intermédiaire 9. L'élément de vis 8 est ainsi entraîné directement dans les deux sens de rotation par le moteur électrique. La chambre de pression 5 comporte en outre en partie une installation 10 pour compenser l'usure des garnitures de frein. L'installation 10 de compensation de l'usure des garnitures de frein comprend un second élément de vis 11 muni d'un filetage extérieur en prise avec un écrou 12. Il est également prévu une plaque 13 comme moyen de liaison pour le piston auxiliaire 4 et plusieurs ressorts 14, 15 pour soutenir le plateau 13 ou l'écrou 12. Selon la figure, l'extrémité du second élément de vis 11 tournée vers le piston auxiliaire 4 comporte une fente longitudinale 11 a. L'extrémité du second élément de vis 11 munie de la fente 11 a sert en outre d'une butée pour l'élément de vis 8. L'ensemble du frein de véhicule 1 est logé dans un étrier de frein 16; une butée 16a est prévue pour le piston auxiliaire 4, pour limiter la course du piston auxiliaire en direction du paquet de ressorts. Le frein de véhicule 1 comporte également une installation de capteur 20 disposée centralement par rapport au frein de véhicule 1. Plus précisément, l'installation de capteur 20 est installée suivant l'axe central X-X du frein du véhicule. L'axe X-X est dans ce cas également l'axe du piston auxiliaire 4 et celui de l'élément de broche 8. L'installation de capteur 20 comprend un élément de mesure 21 muni d'un branchement électrique 24, d'une broche ou tige de mesure 22 et d'un élément de commutation 23. L'élément de mesure 21, la tige de mesure 22 et l'élément de commutation 23 sont installés sur l'axe X-X en position centrale par rapport au frein du véhicule. L'élément de bro- che 8 comporte une cavité centrale 8a sous la forme d'un perçage central. La broche de mesure 22 a une forme de T et ainsi elle est reliée solidairement au piston auxiliaire 4. Le fonctionnement du frein de véhicule 1 selon l'invention équipé de l'installation de blocage 2 est le suivant: pour un freinage de service normal, l'installation de blocage n'est pas activée et la chambre de pression 5 se remplit de liquide hydraulique sous pression. Le piston de frein 3 se déplace ainsi dans la direction de la flèche A et la garniture de frein est poussée de façon connue contre un disque de frein. Comme le piston auxiliaire 4 est relié à l'élément de vis 8 par l'intermédiaire de la liaison à vis 7, et que cet élément de vis s'appuie par sa tête contre l'étrier de frein 16, le piston auxiliaire 4 ne peut bouger en fonctionnement normal du frein. Après le desserrage du frein, on élimine simplement la pression dans la chambre de pression 5 et la déformation en retour du joint équipant le piston de frein rappelle de nouveau le piston de frein 3 dans sa position de repos. Pour activer le frein de blocage du véhicule, on fait fonctionner le moteur électrique non représenté au cours d'une première étape pour que l'élément de vis 8 puisse tourner et se soulever du siège de l'étrier de frein 16. L'élément de vis vient en contact avec l'élément de broche dont la partie supérieure sert de butée à l'élément de vis 8. En-suite, on remplit la chambre de pression avec du liquide hydraulique sous pression pour que le piston de frein 3 et le piston auxiliaire 4 se déplacent dans des directions opposées. Le piston de frein 3 met en prise les garnitures de friction avec le disque de frein et le piston auxi-liaire 4 sera déplacé contre la force développée par le paquet de ressorts 6 jusqu'à venir contre l'appui 16a de l'étrier de frein 16. Comme la tige de mesure 22 est reliée solidairement au piston 4, ce dernier s'est également soulevé. Ce mouvement est saisi par l'installation de capteur 20 qui le transforme en des signaux correspondants destinés à une installation de commande non représentée. Cette course du piston auxiliaire 4 peut également servir à la régulation de la montée en pression dans la chambre de pression 5. Si la course du piston auxiliaire 4 se fait d'une façon suffisante, il en résulte une montée en pression suffisante dans la chambre de pression 4. Pour cela, il faut que le piston auxiliaire 4 ne vienne pas nécessairement contre la butée 16a. Il est à remarquer que la course parcourue par le piston auxiliaire est fixée par la course par-courue par le réglage continu de l'élément de vis 8. De ce fait, l'élément de vis 8 se trouve en contact avec le second élément de broche 11 par son extrémité tournée vers le piston auxiliaire. Si le piston de frein 3 applique la garniture de frein contre un disque de frein, on peut diminuer la pression dans la chambre de pression 5 et la position de frein de blocage doit être assurée mécaniquement. Le piston auxiliaire 4 chargé par le paquet de ressorts 6 descend ainsi en direction du piston de frein 3 et du fait de l'équilibre des forces, il s'arrête au-dessus du décrochement 16b de l'étrier de frein. Cette position est également saisie par l'installation de mesure de course, centrale. Cet effet de tassement du piston auxiliaire saisi par l'installation de capteur 20 dans une plage prédéfinie garantit la réussite du verrouillage. Il n'y aura pas dans ce cas de signal avertisseur de l'installation de commande à destination du conducteur. Grâce à la mesure centrale de la course du piston auxiliaire 4, on mesure la course effective du piston et non par des mesures de grandeurs indirectes comme par exemple une prise de courant par le moteur électrique ou autres. Vis-à-vis des mesures au bord du piston auxiliaire, la mesure centrale a l'avantage qu'une éventuelle position en biais du piston ne se traduit pas des valeurs de mesure fausses qui donneraient l'illusion d'un état faux du système. La mesure centrale garantit ainsi que le frein de blocage est effectivement verrouillé méca- niquement. En cas de rupture du paquet de ressorts 6, l'installation de capteur 20 peut le saisir immédiatement selon l'invention. Si les pistons auxiliaires 4 se soulèvent immédiatement après la montée de la pression dans la chambre de pression 5, il s'agit d'une indication mon- trant que la force du paquet de ressort 6 n'est plus suffisante et que l'on a un paquet de ressort endommagé. En fonctionnement normal, le pis-ton auxiliaire 4 ne doit en effet se soulever qu'à partir d'une pression minimale prédéterminée. Si le piston auxiliaire 4 chargé par ressort ne s'abaisse pas après la diminution de pression dans la chambre de pres- Sion 5, et cela d'une valeur prédéfinie (effet de tassement) cela est également un signe indiquant une rupture de ressort. Si l'abaissement du piston auxiliaire 4 chargé par ressort après la suppression de la pression dans la chambre de pression 5 dépasse une valeur prédéfinie, on est en présence d'une réduction de la force de freinage de stationne-ment. Cela peut également être indiqué à un conducteur. De tels dé- fauts peuvent être déclenchés par exemple par des effets de tassement mécanique ou thermique ou on peut avoir un chemin de transmission de force endommagé. Pour desserrer le frein de blocage, on augmente de nou- veau la pression dans la chambre de pression 5 et en même temps ou ensuite, on fait fonctionner le moteur électrique pour supprimer le verrouillage par l'élément de vis 8. L'installation de capteur 20 permet également de mesurer un bref soulèvement du piston auxiliaire 4 chargé par ressort ce qui peut être pris comme information indiquant qu'il n'est nécessaire d'aucune autre augmentation de pression dans la chambre de pression 5. L'élément de vis 8 est de nouveau rappelé dans sa position de sortie et on supprime la pression dans la chambre de pression 5. Le piston auxiliaire 4 revient dans sa position de repos représentée à la figure, si le paquet de ressorts 6 est intact. REVENDICATIONS 1 ) Frein de véhicule équipé d'une installation de blocage comprenant, un piston de frein (3), un piston auxiliaire (4) précontraint par un élément de ressort (6), une chambre de pression (5) entre le piston de frein (3) et le piston auxiliaire (4), un élément de vis (8) en prise par une liai-son à vis (7) avec le piston auxiliaire (4), un moyen d'entraînement (9) de l'élément de vis (8) et une installation de capteur (20) détectant la course du piston auxiliaire (4), l'installation de capteur (20) étant prévue sur l'axe (X-X) du piston auxiliaire (4). 2 ) Frein de véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'installation de capteur (20) comprend un élément de mesure (21), une tige de mesure (22) reliée au piston auxiliaire et un élément de commutation (23). 3 ) Frein de véhicule selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément de commutation (23) est un aimant permanent et l'élément de mesure (21) est un capteur à effet Hall. 4 ) Frein de véhicule selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément de commutation (23) est fabriqué en matière magnétoconductrice et l'élément de mesure (21) est un capteur à effet Hall équipé d'un aimant permanent complémentaire. 5 ) Frein de véhicule selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément de commutation (23) est un élément de commutation mécanique. 6 ) Frein de véhicule selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la tige de mesure (22) est reliée au piston auxiliaire (4) pour pouvoir tourner par rapport au piston auxiliaire. 7 ) Frein de véhicule selon la revendication 1, caractérisé par une installation de commande pour vérifier le fonctionnement de l'installation de blocage (2) en se basant sur les mouvements de translation du piston auxiliaire (4) détectés par l'installation de capteur (20).