Brevet FR2888808A1 — publié le 20070126

La présente invention concerne un dispositif de commande électrique d'un frein de stationnement pour véhicule automobile. Les dispositifs connus jusqu'à maintenant pour commander électriquement les freins de stationnement pour véhicules automobiles sont extrêmement complexes à la fois en structure et fonctionnement et sont relativement coûteux. L'invention propose de simplifier la structure de 10 tels dispositifs et, par conséquent, de réduire leurs coûts de fabrication et d'installation. A cet effet, selon l'invention, le dispositif de commande électrique d'un frein de stationnement pour véhicule automobile, comprenant un moteur électrique dont l'arbre peut entraîner en rotation une vis sans fin sur laquelle est monté un élément formant écrou couplé à des organes d'actionnement du frein de stationnement comprenant un palonnier et au moins un câble de frein, de manière à transformer le mouvement de rotation de l'arbre du moteur électrique en mouvement de translation du câble de frein dans un sens de tension ou de relâchement de ce câble suivant le sens de rotation de l'arbre du moteur électrique, est caractérisé en ce que l'élément formant écrou est en appui sur une paroi plane d'un support fixe pour l'immobiliser en rotation relativement à la vis sans fin et en ce que le palonnier est monté à rotation sur l'élément formant écrou autour d'un axe perpendiculaire à la vis sans fin. De préférence, le palonnier est relié à deux câbles 30 de frein sensiblement parallèles et situés de part et d'autre de la vis sans fin. L'élément formant écrou comprend un fût cylindrique d'axe de révolution confondu à l'axe de rotation du palonnier en étant traversé par la vis sans fin et dont une extrémité est en appui sur la paroi de support, et le palonnier est constitué par un étrier dont les deux branches parallèles sont montées à rotation sur le fût perpendiculairement à ce dernier et la paroi de raccordement de ces branches est couplée aux extrémités des deux câbles de frein, la paroi de raccordement étant pourvue d'un perçage de passage de la vis sans fin. Avantageusement, un moyen est interposé entre la vis sans fin et l'élément formant écrou pour permettre une accélération du relâchement de chaque câble de frein. Selon un mode de réalisation, le moyen d'accélération comprend un ressort monté concentriquement à la vis sans fin entre une partie axialement fixe située à proximité de la liaison de la vis sans fin avec l'arbre du moteur électrique et l'élément formant écrou, de manière à être comprimé lorsque l'élément formant écrou a été déplacé dans le sens de la tension du câble de frein et à se détendre lorsque l'élément formant écrou est déplacé dans le sens du relâchement du câble de frein pour exercer sur cet élément un effort d'accélération de son déplacement. Le dispositif comprend en outre un autre ressort, de raideur variable plus faible que la raideur du ressort d'accélération, monté concentriquement à la vis sans fin entre l'élément formant écrou et une partie axialement fixe située à l'opposé du ressort d'accélération et qui permet d'absorber l'énergie libérée par le ressort d'accélération lors de sa détente. Selon un second mode de réalisation, le moyen d'accélération comprend un second élément formant écrou monté directement sur la vis sans fin et comportant un filetage externe vissé dans le premier élément formant écrou couplé aux organes d'actionnement du frein de stationnement, les pas et l'angle d'hélice des filetages de ces deux éléments formant écrous étant choisis pour permettre l'accélération du premier élément formant écrou lors du relâchement de chaque câble de frein. La vis sans fin est supportée à ses extrémités par deux paliers solidaires du support fixe, l'extrémité de la vis sans fin reliée à l'arbre du moteur électrique comportant un épaulement en appui sur le palier correspondant et l'extrémité opposée de cette vis étant liée en rotation dans un embout cylindrique supporté par l'autre palier et comportant un épaulement en appui sur cet autre palier. Un capteur d'effort est interposé entre le palier situé du côté de la liaison de la vis sans fin avec l'arbre du moteur électrique et le support fixe à l'opposé de l'épaulement de la vis sans fin pour détecter l'effort de résistance au déplacement de la vis sans fin dans son sens de tension ou de relâchement de chaque câble de frein. Selon une variante de réalisation, la vis sans fin est liée en rotation à son extrémité opposée à sa liaison avec l'arbre du moteur électrique dans un embout cylindrique monté à rotation dans un palier solidaire du support fixe en étant en appui sur ce palier par un épaulement, l'extrémité de la vis sans fin comportant également un épaulement en appui sur l'extrémité de l'embout opposé au palier. Selon cette variante de réalisation, un capteur d'effort est interposé entre le palier et le support fixe pour détecter l'effort de résistance au déplacement de la vis sans fin dans son sens de tension ou de relâchement de chaque câble de frein. Chaque câble de frein est logé dans une gaine dont l'extrémité est en appui sur une partie correspondante du support fixe. La vis sans fin est accouplée à l'arbre du moteur électrique par clavetage et une rondelle élastique du type Belleville est logée entre l'extrémité de l'arbre du moteur électrique et le fond du perçage de l'extrémité de la vis sans fin recevant coaxialement l'arbre de ce moteur. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue de côté du dispositif de commande électrique d'un frein de stationnement pour véhicule automobile suivant un premier mode de réalisation de l'invention; - la figure 2 est une vue en perspective de côté du 10 dispositif de commande de la figure 1; - la figure 3 est une vue de dessus suivant la flèche III de la figure 2; - la figure 4 est une vue en perspective agrandie suivant la flèche IV de la figure 2; - la figure 5 est une vue en perspective agrandie de l'ensemble à élément formant écrou, palonnier et câbles de frein du dispositif des figures 1 à 4; - la figure 6 est une vue en coupe suivant la ligne VI-VI de la figure 1; - la figure 7 est une vue de côté semblable à celle de la figure 1 comportant un moyen d'accélération de déplacement de l'élément formant écrou lors du relâchement du ou des câbles de frein; - la figure 8 représente une variante de réalisation du moyen d'accélération du déplacement de l'élément formant écrou lors du relâchement du ou des câbles de frein; et - la figure 9 est une vue de dessus d'un second mode de réalisation du dispositif de commande électrique de frein de stationnement conforme à l'invention. Les figures 1 à 5 représentent un dispositif de commande électrique d'un frein de stationnement pour véhicule automobile selon un premier mode de réalisation de l'invention. Ce dispositif, comme cela est connu en soi, est logé dans un tunnel longitudinal du véhicule situé entre les deux sièges avant de celui-ci. Le dispositif de commande comprend un moteur électrique 1 relié à un réducteur 2 dont l'arbre de sortie 3 est accouplé en rotation, par exemple par l'intermédiaire d'une clavette 4, à une vis sans fin 5 montée à rotation à ses extrémités sur une platine de support 6 par deux paliers 7, 8 constitués par des butées à billes du genre roulement. La platine de support 6 est fixée à la paroi de fond 9 du tunnel de logement du dispositif de commande 10 électrique. Un élément formant écrou 10 est monté sur la vis sans fin 5 et est couplé à des organes d'actionnement du frein de stationnement comprenant un palonnier 11 et deux câbles de frein 12 montés à coulissement respectivement dans deux gaines 13 dont les extrémités sont en appui sur une paroi 14 s'étendant sensiblement perpendiculairement au-dessus de la platine de support 6 et solidaire de cette dernière. Les deux câbles 12 sont sensiblement parallèles et situés de part et d'autre de la vis sans fin 5. Ainsi, le mouvement de rotation de l'arbre 3 de l'ensemble motoréducteur 1,2 est transformé en mouvement de translation des câbles 12 dans un sens de tension ou de relâchement de ces câbles suivant le sens de rotation de l'arbre moteur 3, faisant passer le frein de stationnement d'une position de freinage dans laquelle le frein de stationnement produit un moment de freinage à une position de desserrage dans laquelle le frein de stationnement est totalement libéré. En variante, le palonnier 11 peut être relié à un seul câble de frein gainé 12. Pour empêcher une rotation de l'élément formant écrou 10 lors de ses déplacements en translation par la rotation de la vis sans fin 5, celuici est monté en appui glissant sur la platine de support 6. L'élément formant écrou 10 peut être constitué par un fût cylindrique traversé par la vis sans fin 5 et d'axe de révolution perpendiculaire à cette vis, l'extrémité inférieure du fût 10 étant en appui glissant sur la platine de support 6. Le palonnier 11 est monté à rotation autour du fût de l'élément formant écrou 10 et d'axe de rotation confondu avec l'axe de révolution de ce fût. Comme cela ressort mieux de la figure 5, le palonnier 11 est constitué par un étrier dont les deux branches parallèles lla sont montées à rotation sur le fût 10 perpendiculairement à ce dernier et la paroi llb de raccordement des branches lia est couplée aux extrémités des deux câbles de frein 12, la paroi de raccordement llb étant pourvue d'un perçage llc traversé par la vis sans fin 5. La paroi de raccordement llb comprend des autres perçages lld traversés respectivement par les deux câbles de frein 12 dont les embouts d'extrémité 12a sont en appui sur la face interne de la paroi de raccordement llb faisant office de butée de retenue des câbles de frein 12. La paroi plane de la branche inférieure lla du palonnier 11 est montée à rotation concentriquement au fût de l'élément formant écrou 10 et est en appui sur une collerette inférieure 10a du fût 10 contactant la platine de support 6. La paroi plane de la branche supérieure lia du palonnier 11 est montée concentriquement à rotation à une partie de plus petit diamètre 10b du fût 10 en étant maintenue axialement en appui sur l'épaulement 10c reliant la partie 10b à la partie de plus grand diamètre du fût 10 par un élément d'arrêt constitué dans le cas présent par un écrou 15 se vissant sur la partie extérieurement filetée de la partie de plus petit diamètre 10b, mais cet élément d'arrêt peut également être constitué par un anneau tel que circlips représenté en figure 6. Le fait que le palonnier 11 soit monté à rotation autour de l'élément formant écrou 10 permet d'absorber tout décalage éventuel des câbles de frein 12. L'extrémité de la vis sans fin 5 reliée à l'arbre moteur 3 comporte un épaulement 5a en appui sur la butée à billes 7 montée dans des demipaliers de support supérieur 16 et inférieur 17 solidarisés l'un à l'autre par deux boulons 18, le demi-palier inférieur 17 étant solidaire de la platine de support 6 et pouvant être réalisé en une seule pièce avec cette dernière. Les deux demi-paliers 16, 17 peuvent être obtenus par emboutissage impliquant des faibles coûts de fabrication en grande série. L'extrémité de la vis sans fin 5 opposée à celle reliée à l'arbre moteur 3 est couplée en rotation dans un embout cylindrique 19 par l'intermédiaire d'une goupille transversale 20, lequel embout 19 est supporté en rotation dans l'autre butée à billes 8 sur laquelle est en appui un épaulement 19a de l'embout 19. La butée à billes 8 est montée dans la paroi 14 de la platine 6 constituant un palier de support de la butée 8. Un capteur 22 est interposé entre la butée à billes 7 et une face interne des deux demi-paliers de support 16, 17 à l'opposé de la butée 5a de la vis sans fin 5, pour permettre la détection de l'effort de résistance au déplacement de la vis sans fin 5 dans son sens de tension ou de relâchement des câbles de frein 12. Cette détection est possible du fait que la vis sans fin 5 tend à être déplacée vers la droite par rapport à la figure 1 lors du serrage du frein de stationnement, mais son épaulement 5a en appui sur la butée à billes 7 permet à cette dernière de recevoir l'effort de déplacement en translation de la vis 5 et de le répercuter sur le capteur d'effort 22 qui pourra arrêter le fonctionnement du moteur électrique 1 une fois que la tension déterminée des câbles de frein 12 est atteinte pour serrer le frein de stationnement. Ainsi, la vis sans fin 5 travaille en traction dans ce mode de réalisation. Une rondelle élastique 23, par exemple du type Belleville, est logée entre l'extrémité de l'arbre moteur 3 et le fond du perçage de l'extrémité de la vis sans fin 5 recevant coaxialement l'arbre 3, la rondelle 23 permettant le rattrapage du jeu axial entre l'arbre 3 et la vis sans fin 5. L'ensemble motoréducteur 1,2 peut être fixé à la platine de support 6 par l'intermédiaire d'une patte de fixation en équerre 24 sur laquelle peut être fixé un capteur 25 permettant de déterminer le déplacement de l'élément formant écrou 10. Le capteur 25 est relié à une tige externe rigide 26 solidaire coaxialement du fût cylindrique de l'élément formant écrou 10 par l'intermédiaire d'un lien souple 27, tel qu'une ficelle. Le dispositif de commande de la figure 7 qui correspond à celui de la figure 1, comprend un moyen 28 interposé entre la vis sans fin 5 et l'élément formant écrou 10 de manière à permettre une accélération du desserrage du frein de stationnement lorsque la vis sans fin 5 est entraînée en rotation dans le sens du relâchement des câbles de frein 12. De préférence, ce moyen d'accélération est constitué par un ressort 28 monté concentriquement à la vis sans fin 5 entre l'élément formant écrou 10 et les deux demi-paliers de support 16, 17, de manière que le ressort 28 soit comprimé lorsque l'élément formant écrou 10 a été déplacé dans le sens de la tension des câbles de frein 12, c'est-à-dire vers la gauche par rapport à la figure 7, et se détende lorsque l'élément formant écrou 10 est déplacé dans le sens du relâchement des câbles de frein 12 pour exercer sur cet élément un effort d'accélération de son déplacement. Le dispositif de commande de la figure 7 montre qu'il comporte également un autre ressort 29 de raideur variable plus faible que la raideur du ressort 2888808 9 d'accélération 28 et qui est monté concentriquement à la vis sans fin 5 entre l'élément formant écrou 10 et l'embout 19 monté en rotation dans la butée à billes 8. Le ressort 29, dont la raideur variable évolue d'une raideur relativement faible à une raideur plus importante dans le sens du relâchement des câbles de frein 12, permet d'absorber l'énergie libérée par le ressort d'accélération 28 lors de sa détente et, par conséquent, un retour à l'état d'équilibre plus en douceur du dispositif de commande. En variante, le ressort 29 peut être remplacé par un patin déformable. Selon un autre mode de réalisation représenté en figure 8, le moyen d'accélération du desserrage du frein de stationnement comprend un second élément formant écrou 30 monté directement sur la vis sans fin 5 et comportant un filetage externe vissé dans l'élément formant écrou 10 couplé aux organes d'actionnement du frein de stationnement, les pas et l'angle d'hélice des filetages des deux écrous 10, 30 étant choisis pour permettre l'accélération de l'élément formant écrou 10 lors du relâchement des câbles de frein 12. Le dispositif de commande faisant l'objet du mode de réalisation de la figure 9 diffère de celui de la figure 1 en ce qu'il est logé dans un carter 31 et la vis sans fin 5 est montée à rotation relativement au carter 31 par une seule butée à billes à contact oblique, du type à roulement, à son extrémité opposée à celle couplée en rotation à l'arbre moteur 3. Ainsi, l'extrémité de la vis sans fin 5 est couplée en rotation à l'embout 19 de la même manière qu'en figure 1, lequel embout est monté à rotation dans un couvercle 32, amoviblement fixé au carter 31, par l'intermédiaire de la butée à billes 8 logée dans ce couvercle qui peut être constitué de deux demi-couvercles. La vis sans fin 5 comporte un épaulement 5b en appui sur l'embout 19, la vis sans fin 5 travaillant dans ce cas en compression, c'est-à-dire que lors du serrage du frein de stationnement, l'effort de serrage sollicite la vis sans fin 5 vers la droite par rapport à la figure 9, mais l'épaulement 5b de cette vis 5 et la butée à billes 8 empêchent ce déplacement. L'arrêt des gaines 13 des câbles de frein 12 s'effectue dans le couvercle 32, de sorte que l'effort de serrage du frein de stationnement ne transite ni par le support de frein, ni par le tunnel et, par conséquent, est interne au dispositif de commande. Le dispositif de la figure 9 comporte également un capteur d'effort 22, identique au capteur 22 de la figure 1, mais qui est logé entre la butée à billes 8 et le couvercle 32. Un capteur de déplacement, identique au capteur de déplacement 25 de la figure 1, peut également être utilisé dans le dispositif de la figure 9. En variante, les capteurs d'effort 22 et de déplacement 25 peuvent être intégrés dans un codeur 33 solidaire de la partie arrière du moteur électrique 1, de manière à indiquer le degré d'usure du système de freinage arrière dû au tassement des gaines 13 et à l'usure des disques de frein. Bien entendu, le dispositif de commande de la figure 9 peut comporter le ressort 28 d'accélération du desserrage du frein de stationnement et le ressort 29 d'absorption de l'énergie délivrée par le moyen 28 lors de sa détente, comme dans le mode de réalisation du dispositif de la figure 6. Dans ce cas, le ressort d'accélération 28 est monté concentriquement à la vis 5 entre l'élément formant écrou 10 et l'épaulement 5a de cette vis, tandis que l'autre ressort 29 est monté de la même manière qu'en figure 7. En variante, le dispositif de la figure 9 peut comporter également l'écrou d'accélération 30 de la figure 8. Enfin, l'immobilisation en rotation relativement à la vis sans fin 5 de l'élément formant écrou 10 est assurée par la mise en appui à contact glissant de l'élément 10 sur la paroi plane de fond du carter 31. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande électrique d'un frein de stationnement pour véhicule automobile, comprenant un moteur électrique (1) dont l'arbre (3) peut entraîner en rotation une vis sans fin (5) sur laquelle est monté un élément formant écrou (10) couplé à des organes d'actionnement du frein de stationnement comprenant un palonnier (11) et au moins un câble de frein (12), de manière à transformer le mouvement de rotation de l'arbre (3) du moteur électrique (1) en mouvement de translation du câble de frein (12) dans un sens de tension ou de relâchement de ce câble suivant le sens de rotation de l'arbre (3) du moteur électrique (1), caractérisé en ce que l'élément formant écrou (10) est en appui sur une paroi plane d'un support fixe (6; 31) pour l'immobiliser en rotation relativement à la vis sans fin (5) et en ce que le palonnier (11) est monté à rotation sur l'élément formant écrou (10) autour d'un axe perpendiculaire à la vis sans fin (5). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le palonnier (11) est relié à deux câbles de frein sensiblement parallèles (12) situés de part et d'autre de la vis sans fin (5). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément formant écrou comprend un fût cylindrique (10) d'axe de révolution confondu avec l'axe de rotation du palonnier (11) en étant traversé par la vis sans fin (5) et dont une extrémité (10a) est en appui sur la paroi de support et en ce que le palonnier (11) est constitué par un étrier dont les deux branches parallèles (lla) sont montées à rotation sur le fût (10) perpen-diculairement à ce dernier et la paroi de raccordement (llb) de ces branches est couplée aux extrémités des deux câbles de frein (12), la paroi de raccordement (lib) étant pourvue d'un perçage (11c) de passage de la vis sans fin (5). 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen (28;30) interposé entre la vis sans fin (5) et l'élément formant écrou (10) pour permettre une accélération du relâchement du ou des câbles de frein (12). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen d'accélération comprend un ressort (28) monté concentriquement à la vis sans fin (5) entre une partie axialement fixe (16, 17; 5a) située à proximité de la liaison de la vis (5) avec l'arbre (3) du moteur électrique (1) et l'élément formant écrou (10), de manière à être comprimé lorsque l'élément formant écrou (10) a été déplacé dans le sens de la tension de chaque câble de frein (12) et à se détendre lorsque l'élément formant écrou (10) est déplacé dans le sens du relâchement de chaque câble de frein (12) pour exercer sur cet élément un effort d'accélération de son déplacement. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend un autre ressort (29), de raideur variable plus faible que la raideur du ressort d'accélération (28), qui est monté concentriquement à la vis sans fin (5) entre l'élément formant écrou (10) et une partie axialement fixe (19) située à l'opposé du ressort d'accélération (28) et permet d'absorber l'énergie libérée par le ressort d'accélération (28) lors de sa détente. 7. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen d'accélération comprend un second élément formant écrou (30) monté directement sur la vis sans fin (5) et comportant un filetage externe vissé dans le premier élément formant écrou (10) couplé aux organes d'actionnement du frein de stationnement, les pas et l'angle d'hélice des filetages des deux écrous (10, 30) étant choisis pour permettre l'accélération du premier élément formant écrou (10) lors du relâchement de chaque câble de frein (12). 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la vis sans fin (5) est supportée à ses extrémités par deux paliers (7,8) solidaires du support fixe (6), l'extrémité de la vis sans fin (5) reliée à l'arbre (3) du moteur électrique (1) comportant un épaulement (5a) en appui sur le palier correspondant (7) et l'extrémité opposée de cette vis étant liée en rotation dans un embout cylindrique (19) supporté par l'autre palier (8) et comportant un épaulement (19a) en appui sur cet autre palier. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'un capteur d'effort (22) est interposé entre le palier (7) situé du côté de la liaison de la vis sans fin (5) avec l'arbre (3) du moteur électrique (1) et le support fixe (6) à l'opposé de l'épaulement (5a) de la vis sans fin (5) pour détecter l'effort de résistance au déplacement de la vis sans fin (5) dans son sens de tension ou de relâchement de chaque câble de frein (12). 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la vis sans fin (5) est liée en rotation à son extrémité opposée à sa liaison à l'arbre (3) du moteur électrique (1) dans un embout cylindrique (19) monté à rotation dans un palier (8) solidaire du support fixe (32) en étant en appui sur ce palier par un épaulement (19a), l'extrémité de la vis sans fin (5) comportant également un épaulement (5b) en appui sur l'extrémité de l'embout (19) opposée au palier (8). 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'un capteur d'effort (22) est interposé entre le palier (8) et le support fixe (32) pour détecter l'effort de résistance au déplacement de la vis sans fin (5) dans son sens de tension ou de relâchement de chaque câble de frein (12). 12. Dispositif selon l'une des revendications 35 précédentes, caractérisé en ce que chaque câble de frein (12) est logé dans une gaine (13) dont l'extrémité est en appui sur une partie correspondante du support fixe (6; 32). 13. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la vis sans fin (5) est accouplée à l'arbre (3) du moteur électrique (1) par clavetage et une rondelle élastique (23) du type Belleville est logée entre l'extrémité de l'arbre (3) du moteur électrique (1) et le fond du perçage de l'extrémité de la vis sans fin (5) recevant l'arbre (3) de ce moteur.