Brevet FR3129901A1 — publié le 20230609

L’invention se rapporte à un dispositif (7) de serrage pour système (1) de freinage comportant un étrier (10) supportant au moins deux actionneurs (18a, 18b) hydrauliques destinés chacun à fournir une force de serrage afin d’imposer un rapprochement des éléments (2a, 2b) de friction, et au moins un actionneur (12) électrique, destiné à fournir la force de serrage et qui est couplé à un mécanisme (15) de conversion du mouvement de rotation d’un arbre (13) de sortie de l’actionneur (12) électrique en mouvement de translation afin d’imposer un rapprochement des éléments (2a, 2b) de friction. Selon l'invention, le dispositif (7) de serrage comporte un mécanisme (19) d’équilibrage des forces de serrage des actionneurs hydrauliques (18a, 18b) et électrique (12) qui adapte l’orientation d’au moins un (2a) des éléments (2a, 2b) de friction en fonction de son usure quel que soit le type d’actionnement utilisé. Figure pour l’abrégé : figure 4 Système de freinage à actionnement équilibré Domaine technique de l’invention L’invention concerne le domaine des systèmes de freinage pour véhicule, plus particulièrement le domaine des systèmes de freinage du type hydraulique à frein de parking électrique. 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 hydraulique, les dispositifs mécaniques de serrage comportent au moins un piston actionné (poussé ou tiré) selon une direction axiale par le déplacement d’un fluide d’actionnement commandé par les mouvements de la pédale de commande de frein du véhicule. Dans le cas particulier de dispositifs mécaniques de serrage à plusieurs pistons, plusieurs points de serrage sont actionnés sur un même élément de friction selon des directions axiales parallèles en même temps. Au fur et à mesure de l’utilisation du système de freinage, les éléments de friction s’usent par la friction contre le disque. Le freinage ayant principalement lieu lorsque le véhicule se déplace en marche avant, l’usure des éléments de friction est plus rapide sur une partie d’attaque des éléments de friction (dans le sens de rotation du disque quand le véhicule se déplace en marche avant). Les éléments de friction deviennent donc de plus en plus asymétriques au fur et à mesure des freinages. Ainsi, dans le cas particulier de dispositifs mécaniques de serrage à plusieurs pistons, la partie d’attaque des éléments de friction (dans le sens de rotation du disque quand le véhicule automobile se déplace en marche avant) correspond à un des deux points de serrage par rapport à l’autre. Il peut alors devenir difficile d’équilibrer le freinage (gauche/droite et/ou avant/arrière) voire que les pistons se bloquent ensemble à cause des éléments de friction qui ne sont plus parallèles aux faces latérales du disque de freinage. De nos jours, les véhicules intègrent également de plus en plus un frein de parking électrique (connu sous les termes anglais « electric parking brake » ou « EPB »). Il est donc nécessaire de combiner l’actionnement hydraulique avec un actionnement électromécanique permettant de la même manière que l’actionnement hydraulique de rapprocher la paire d’éléments de friction en direction de deux faces opposées du disque 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 de parking. Dans le cas particulier de dispositifs mécaniques de serrage à plusieurs pistons, on comprend donc que l’implantation du frein de parking électrique est encore plus complexe. En outre, il se pose le même problème d’équilibrage du freinage de blocage à cause des éléments de friction qui ne sont plus parfaitement parallèles aux faces latérales du disque de freinage. L'invention a notamment pour but de proposer un dispositif de serrage pour un système de freinage de véhicule qui combine plusieurs actionneurs hydrauliques de freinage et un actionneur électrique un frein de parking électrique tout en maintenant en permanence un équilibre de freinage équivalent à celui d’un freinage avec des éléments de friction neufs, c'est-à-dire non usés. 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 étrier supportant au moins deux actionneurs hydrauliques destinés chacun à fournir une force de serrage afin d’imposer un mouvement de déplacement relatif entre les éléments de friction selon une direction rectiligne axiale, et au moins un actionneur électrique, destiné à fournir la force de serrage et qui est couplé à un mécanisme de conversion du mouvement de rotation d’un arbre de sortie de l’actionneur électrique en mouvement de translation afin d’imposer un mouvement de déplacement relatif entre les éléments de friction selon une direction rectiligne axiale, caractérisé en ce que le dispositif de serrage comporte un mécanisme d’équilibrage des forces de serrage des actionneurs hydrauliques et électrique qui adapte l’orientation d’au moins un des éléments de friction en fonction de son usure quel que soit le type d’actionnement utilisé. Avantageusement selon l'invention, le mécanisme d’équilibrage offre un serrage équilibré de manière équivalente avec le multi-actionnement hydraulique qu’avec l’actionnement électrique, c'est-à-dire même si la force avec l’actionnement hydraulique est plus élevée et en plusieurs points par rapport à celle de l’actionnement électrique. En outre, le mécanisme d’équilibrage est capable, avantageusement selon l'invention, d’adapter sa géométrie en fonction de l’usure des éléments de friction afin de maintenir une surface sensiblement parallèle des éléments de friction par rapport à chaque face du disque de freinage au moment du freinage. L’invention peut également comporter l’une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes, prises seules ou en combinaison. Le mécanisme de serrage comporte un élément de transmission de force monté entre les actionneurs hydrauliques et électrique et l’élément de friction afin de recevoir les forces de serrage actionneurs hydrauliques et électrique pour sélectivement les redistribuer de manière équilibrée à l’élément de friction. Avantageusement selon l'invention, un unique élément reçoit toutes les forces de serrage, c'est-à-dire aussi bien celles de l’actionnement hydraulique en plusieurs points que celle de l’actionnement électrique afin de faciliter l’équilibrage du freinage. L’élément de transmission de force comporte une platine articulée par rapport à au moins un des actionneurs hydrauliques et électrique afin d’adapter l’orientation de l’élément de friction en fonction de son usure quel que soit le type d’actionnement utilisé. On comprend que l’élément de transmission est donc capable, par l’articulation, de faire évoluer son orientation par rapport à la direction axiale de chaque force d’actionnement afin d’orienter la surface de contact des éléments de friction avec le disque de freinage au moment du freinage afin de maximiser la surface de friction sensiblement parallèle des éléments de friction par rapport à chaque face du disque de freinage au moment du freinage. La platine est ainsi préférentiellement articulée par une liaison à emboîtement avec jeu afin de n’autoriser qu’une rotation autour d’un axe perpendiculaire à la direction rectiligne axiale par rapport à l’actionneur électrique et par une liaison à appui plan par rapport à chacun des actionneurs hydrauliques afin d’adapter l’orientation de l’élément de friction en fonction de son usure quel que soit le type d’actionnement utilisé. Il est choisi l’actionneur électrique unique comme point d’articulation qui entraîne donc l’élément de transmission et/ou est entraîné par les actionneurs hydrauliques. L’élément de transmission de force redistribue les forces de serrage par au moins deux liaisons sphériques à doigt à l’élément de friction afin d’adapter l’orientation de l’élément de friction en fonction de son usure. Les deux points d’articulation de l’élément de friction permettent d’offrir, en deux endroits, deux degrés de liberté en rotation pour s’adapter à l’éventuelle différence de parallélisme entre la surface de contact de l’élément de friction et la face du disque de freinage. L’élément de transmission de force reçoit la force de serrage de l’actionneur électrique entre celles des actionneurs hydrauliques afin de faciliter la redistribution de manière équilibrée des forces de serrage à l’élément de friction. En effet, chaque extrémité de l’élément de friction est entraînée par un actionneur hydraulique et, entre ces deux points de serrage hydrauliques, est aménagé un unique point de serrage de l’actionneur électrique afin de former un équilibrage équivalent pour chaque type de freinage plus simple à obtenir. 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. Le système de freinage est préférentiellement du type frein à disque à étrier flottant. 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 schématique de dessus d’une partie du système de freinage montrant un mécanisme d’équilibrage selon l’invention ; la est une vue schématique de dessus d’un mécanisme d’équilibrage en position de repos selon l’invention ; la est une vue schématique de dessus d’un mécanisme d’équilibrage en position d’actionnement électrique selon l’invention ; la est une vue schématique de dessus d’un mécanisme d’équilibrage en position de double actionnement hydraulique selon l’invention ; la est une vue schématique de dessus d’un mécanisme d’équilibrage en position d’actionnement électrique et de double actionnement hydraulique selon l’invention ; la est une vue schématique de dessus d’un mécanisme d’équilibrage en position de repos selon l’invention, l’élément de friction étant asymétrique par usure ; la est une vue schématique de dessus d’un mécanisme d’équilibrage en position d’actionnement électrique selon l’invention, l’élément de friction étant asymétrique par usure ; la est une vue schématique de dessus d’un mécanisme d’équilibrage en position de double actionnement hydraulique selon l’invention, l’élément de friction étant asymétrique par usure ; la est une vue en perspective d’une partie du système de freinage montrant un exemple d’élément de transmission selon l’invention ; la est une vue en perspective de l’exemple d’élément de transmission selon l’invention couplé à un exemple de mécanisme de conversion ; la est une vue en perspective d’une partie de l’exemple d’élément de transmission selon l’invention. 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 étrier (10) supportant au moins deux actionneurs (18a, 18b) hydrauliques destinés chacun à fournir une force de serrage afin d’imposer un mouvement de déplacement relatif entre les éléments (2a, 2b) de friction selon une direction rectiligne axiale (A), et au moins un actionneur (12) électrique, destiné à fournir la force de serrage et qui est couplé à un mécanisme (15) de conversion du mouvement de rotation d’un arbre (13) de sortie de l’actionneur (12) électrique en mouvement de translation afin d’imposer un mouvement de déplacement relatif entre les éléments (2a, 2b) de friction selon une direction rectiligne axiale (A), caractérisé en ce que le dispositif (7) de serrage comporte un mécanisme (19) d’équilibrage des forces de serrage des actionneurs hydrauliques (18a, 18b) et électrique (12) qui adapte l’orientation d’au moins un (2a) des éléments (2a, 2b) de friction en fonction de son usure quel que soit le type d’actionnement utilisé. Dispositif (7) de serrage selon la revendication précédente, dans lequel le mécanisme de (19) serrage comporte un élément (21) de transmission de force monté entre les actionneurs hydrauliques (18a, 18b) et électrique (12) et l’élément (2a) de friction afin de recevoir les forces de serrage actionneurs hydrauliques (18a, 18b) et électrique (12) pour sélectivement les redistribuer de manière équilibrée à l’élément (2a) de friction. Dispositif (7) de serrage selon la revendication précédente, dans lequel l’élément de transmission de force comporte une platine (21a) articulée par rapport à au moins un des actionneurs hydrauliques (18a, 18b) et électrique (12) afin d’adapter l’orientation de l’élément (2a) de friction en fonction de son usure quel que soit le type d’actionnement utilisé. Dispositif (7) de serrage selon la revendication précédente, dans lequel la platine (21a) est articulée par une liaison à emboîtement avec jeu afin de n’autoriser qu’une rotation autour d’un axe perpendiculaire à la direction rectiligne axiale (A) par rapport à l’actionneur (12) électrique et par une liaison à appui plan par rapport à chacun des actionneurs hydrauliques (18a, 18b) afin d’adapter l’orientation de l’élément (2a) de friction en fonction de son usure quel que soit le type d’actionnement utilisé. Dispositif (7) de serrage selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel l’élément (21) de transmission de force redistribue les forces de serrage par au moins deux liaisons sphériques à l’élément (2a) de friction afin d’adapter l’orientation de l’élément (2a) de friction en fonction de son usure. Dispositif (7) de serrage selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel l’élément (21) de transmission de force reçoit la force de serrage de l’actionneur (12) électrique entre celles des actionneurs hydrauliques (18a, 18b) afin de faciliter la redistribution de manière équilibrée des forces de serrage à l’élément (2a) de friction. Système (1) de freinage pour véhicule (4) 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. Système (1) de freinage selon la revendication précédente, étant du type frein à disque à étrier flottant. Véhicule (4) caractérisé en ce qu’ il comprend un système (1) de freinage selon la revendication 7 ou 8.