Brevet FR3125100A1 — publié le 20230113

L’invention se rapporte à un dispositif (7) de serrage pour système (1) de freinage destiné à exercer un déplacement relatif entre des éléments de friction et comportant un bâti (8) supportant un actionneur (12) électrique destiné à fournir la force de serrage et un mécanisme (15) de conversion du mouvement de rotation d’un arbre (13) de sortie de l’actionneur (12) électrique en mouvement de translation qui est couplé à l’actionneur (12) électrique afin de permettre le mouvement de déplacement relatif entre les éléments de friction selon une direction rectiligne axiale (A). Selon l'invention, le mécanisme (15) de conversion est du type à vis à billes et le dispositif (7) de serrage comporte au moins un élément (19a, 19b) de guidage radial et/ou tangentiel de la vis (17) du mécanisme (15) de conversion afin d’améliorer la résistance mécanique de ce dernier. Figure pour l’abrégé : figure 4 Système de freinage à résistance mécanique améliorée Domaine technique de l’invention L’invention concerne le domaine des systèmes de freinage pour véhicule, plus particulièrement des systèmes de freinage du type électromécanique. Arrière-plan technique Un système de freinage d’un véhicule notamment automobile comporte en général des dispositifs mécaniques de serrage comprenant notamment des éléments de friction, tels que des plaquettes de frein, reliés à un actionneur apte à rapprocher une paire de ces éléments de friction en direction de deux faces opposées d’un disque solidaire d’une roue du véhicule pour l’enserrer et ainsi freiner le véhicule par friction des éléments de friction contre le disque, ou de les écarter dans le but de cesser le freinage. Dans le cas des systèmes de freinage du type électromécanique, les dispositifs mécaniques de serrage comportent au moins un actionneur électrique tel qu’un moteur muni d’un arbre de sortie rotatif. Par conséquent, ces dispositifs mécaniques de serrage du type électromécanique doivent comporter un mécanisme de conversion du mouvement de rotation de l’arbre de sortie de l’actionneur électrique en mouvement de translation nécessaire au rapprochement des éléments de friction ce qui les rend plus compliqués que ceux du type hydrauliques. En outre, au fur et à mesure de l’utilisation du système de freinage, les éléments de friction s’usent par la friction contre le disque. On comprend donc que la course du mécanisme de conversion doit prendre en compte cette variation de distance au fur et à mesure de l’usure, c'est-à-dire la diminution d’épaisseur, des éléments de friction. Enfin, pendant la friction, une forte contrainte tangentielle est induite par le disque en mouvement contre les éléments de friction imposé notamment par l’inertie du véhicule. L’extrémité du mécanisme de conversion doit donc également être dimensionné afin de garantir une résistance à la fatigue engendrée par ces contraintes tangentielles répétées. L'invention a notamment pour but de proposer un dispositif de serrage pour système de freinage garantissant des mouvements réversibles de serrage et de desserrage du disque par les éléments de friction qui soient fiables, c'est-à-dire notamment correctement dirigés de manière reproductible dans les deux sens de mouvement, mais également qui soient robustes, c'est-à-dire dont la durée de vie est compatible à celle du véhicule sans disfonctionnement. À cet effet, l’invention se rapporte à un dispositif de serrage pour système de freinage destiné à exercer un déplacement relatif entre des éléments de friction et comportant un bâti supportant un actionneur électrique destiné à fournir la force de serrage et un mécanisme de conversion du mouvement de rotation d’un arbre de sortie de l’actionneur électrique en mouvement de translation qui couplé à l’actionneur électrique afin de permettre le mouvement de déplacement relatif entre les éléments de friction selon une direction rectiligne axiale, caractérisé en ce que le mécanisme de conversion est du type à vis à billes comportant un écrou couplé à une vis par des billes, et en ce que le dispositif de serrage comporte au moins un élément de guidage radial et/ou tangentiel de la vis du mécanisme de conversion afin d’améliorer la résistance mécanique de ce dernier. Avantageusement selon l'invention, le mécanisme de conversion permet, par l’utilisation de liaisons ponctuelles à l’aide des billes, de diminuer le friction entre la vis et l’écrou. On comprend donc que la transmission de force de l’actionneur électrique aura un rendement peu impacté, c'est-à-dire que peu de force sera absorbée par le mécanisme de conversion. En outre, la vis est déplacée selon des mouvements de grande précision et selon une usure des surfaces négligeable. Enfin, le mouvement de rotation de l’arbre de sortie de l’actionneur électrique converti en mouvement de translation est totalement réversible entre une position rapprochée des éléments de friction, dite de contact avec le disque, et une position éloignée des éléments de friction, dite de repos dans laquelle les éléments de friction ne touchent pas le disque, permettant de garantir une très grande fiabilité. De plus, l’élément de guidage radial et/ou tangentiel évite, avantageusement selon l'invention, que la vis du mécanisme de conversion impose par sa longueur de former un bras de levier apte à mater son filet et/ou la surface externe d’au moins une bille et/ou le taraudage de l’écrou. En effet, dans la position de contact des éléments de friction dans laquelle la vis du mécanisme de conversion saillit au maximum par rapport au bâti, toute contrainte dirigée en dehors de la direction axiale du mouvement de serrage – desserrage génère un moment excentrique selon la longueur totale de vis augmentant ladite contrainte, par le phénomène de bras de levier, de l’extrémité de la vis la plus proche de l’actionneur électrique contre les billes et l’écrou. C’est encore plus vrai dans le cas où les éléments de friction sont très usés. Avantageusement selon l'invention, l’élément de guidage radial et/ou tangentiel diminue voire supprime tout phénomène de bras de levier et absorbe tout moment excentrique pour n’en transmettre qu’une proportion négligeable aux billes et à l’écrou du mécanisme de conversion. On comprend donc que le matage et plus généralement la déformation des organes du mécanisme de conversion sont évités afin de garantir une grande robustesse, c'est-à-dire notamment ne pas avoir à changer le dispositif de serrage pendant toute la durée d’utilisation du véhicule. L’invention peut également comporter l’une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes, prises seules ou en combinaison. L’élément de guidage radial et/ou tangentiel comporte un interstice par rapport à la vis inférieur à celui entre la vis et les billes afin d’autoriser le guidage du mouvement de déplacement relatif entre les éléments de friction selon la direction rectiligne et de supporter toute contrainte dirigée en dehors de la direction rectiligne. On comprend en effet que le jeu étant plus serré au niveau de la section interne de l’élément de guidage radial et/ou tangentiel, c’est ce dernier qui supportera tout moment excentrique par rapport à la direction rectiligne. La vis du mécanisme de conversion comporte une extrémité libre munie d’une butée destinée à recevoir un élément de friction. Cette butée peut être assimilée au piston d’un système hydraulique. Selon une première variante, l’élément de guidage radial et/ou tangentiel est monté dans le bâti entre la butée destinée à recevoir un élément de friction et l’écrou du mécanisme de conversion. On comprend que la longueur du bras de levier est ainsi diminuée et que la vis est mieux guidée en prolongement de l’écrou. Selon une deuxième variante, l’élément de guidage radial et/ou tangentiel est monté dans le bâti entre l’écrou du mécanisme de conversion et l’actionneur électrique. On comprend que la contrainte maximale sur toute la longueur du bras de levier est ainsi reçue sur l’élément de guidage radial et/ou tangentiel et que la vis est mieux guidée en prolongement de l’écrou. L’élément de guidage radial et/ou tangentiel est une bague avec un diamètre externe monté dans le bâti et un diamètre interne recevant la vis du mécanisme de conversion ou un roulement avec une bague externe montée dans le bâti et une bague interne recevant la vis du mécanisme de conversion. Le dispositif de serrage est du type frein à disque à étrier flottant afin d’utiliser moins d’actionneurs électriques et ainsi d’être plus compact. L’invention se rapporte également à un système de freinage pour véhicule comportant une paire d’éléments de friction destinée à coopérer par friction avec un disque, caractérisé en ce qu’ il comporte un dispositif de serrage tel que présenté plus haut agencé pour rapprocher la paire d’éléments de friction en direction de deux faces opposées du disque afin de l’enserrer. Enfin ,l’invention se rapporte à un véhicule caractérisé en ce qu’ il comprend un système de freinage tel que présenté plus haut. Brève description des figures D’autres particularités et avantages de l’invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : la est une vue schématique de dessus d’un véhicule dans lequel un système de freinage selon l'invention est monté ; la est une vue schématique d’un système de freinage selon l'invention ; la est une vue en perspective d’un dispositif de serrage selon l'invention ; la est une vue partielle en coupe selon le plan IV-IV de la ; la est une vue en écorché d’un mécanisme de conversion selon l'invention en position de repos ; la est une vue en écorché d’un mécanisme de conversion selon l'invention en position de contact. Dispositif (7) de serrage pour système (1) de freinage destiné à exercer un déplacement relatif entre des éléments (2a, 2b) de friction et comportant un bâti (8) supportant un actionneur (12) électrique destiné à fournir la force de serrage et un mécanisme (15) de conversion du mouvement de rotation d’un arbre (13) de sortie de l’actionneur (12) électrique en mouvement de translation qui est couplé à l’actionneur (12) électrique afin de permettre le mouvement de déplacement relatif entre les éléments (2a, 2b) de friction selon une direction rectiligne axiale (A), caractérisé en ce que le mécanisme (15) de conversion est du type à vis à billes comportant un écrou (16) couplé à une vis (17) par des billes (18), et en ce que le dispositif (7) de serrage comporte au moins un élément (19a, 19b) de guidage radial et/ou tangentiel de la vis (17) du mécanisme (15) de conversion afin d’améliorer la résistance mécanique de ce dernier. Dispositif (7) de serrage selon la revendication précédente, dans lequel l’élément (19a, 19b) de guidage radial et/ou tangentiel délimite un interstice radial (I) par rapport à la vis (17) inférieur à celui entre la vis (17) et les billes (18) afin d’autoriser le guidage du mouvement de déplacement relatif entre les éléments (2a, 2b) de friction selon la direction rectiligne (A) et de supporter toute contrainte dirigée hors de la direction rectiligne (A). Dispositif (7) de serrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la vis (17) du mécanisme (15) de conversion comporte une extrémité libre (17b) munie d’une butée (11) destinée à recevoir un élément (2a, 2b) de friction. Dispositif (7) de serrage selon la revendication précédente, dans lequel l’élément (19a) de guidage radial et/ou tangentiel est monté dans le bâti (8) entre la butée (11) destinée à recevoir un élément (2a, 2b) de friction et l’écrou (16) du mécanisme de conversion. Dispositif (7) de serrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l’élément (19b) de guidage radial et/ou tangentiel est monté dans le bâti (8) entre l’écrou (16) du mécanisme (15) de conversion et l’actionneur (12) électrique. Dispositif (7) de serrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’élément (19b) de guidage radial et/ou tangentiel est une bague (21) avec un diamètre externe monté dans le bâti (8) et un diamètre interne recevant la vis (17) du mécanisme (15) de conversion. Dispositif (7) de serrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel l’élément (19a) de guidage radial et/ou tangentiel est un roulement (20) avec une bague externe (20a) montée dans le bâti (8) et une bague interne (20c) recevant la vis (17) du mécanisme (15) de conversion. Dispositif (7) de serrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, étant du type frein à disque à étrier flottant. Système (1) de freinage pour véhicule comportant une paire d’éléments (2a, 2b) de friction destinée à coopérer par friction avec un disque (3), caractérisé en ce qu’ il comporte au moins un dispositif (7) de serrage selon l'une quelconque des revendications précédentes pour rapprocher la paire d’éléments (2a, 2b) de friction vers deux faces opposées du disque (3) afin de l’enserrer. Véhicule (4) caractérisé en ce qu’ il comprend un système (1) de freinage selon la revendication précédente.