Brevet FR3158345A1 — publié le 20250718

Titre : Frein électromécanique de véhicule Frein électromécanique (10) de véhicule automobile comprenant un moteur électrique (14) monté sur un boîtier d’étrier de frein (18), une unité de transmission (30) couplée à une broche (34) d’une unité d’entraînement de broche (38) est entraînée par le moteur électrique (14) de façon que l’actionneur de frein (42) soit déplacé axialement pour générer la force de frein. Un écrou de broche (50) de l’unité d’entraînement de broche (38) et la broche (34) sont montés à rotation l’un par rapport à l’autre par un premier mécanisme de vis à billes (66) ; un second mécanisme de vis à billes (74) est prévu entre l’écrou de broche (50) et le boîtier d’étrier de frein (18) ; l’écrou de broche (50) est monté à rotation par ce mécanisme à billes par rapport au boîtier d’étrier de freins (18). Figure 1 Frein électromécanique de véhicule DOMAINE DE L’INVENTION La présente invention se rapporte à un frein électromécanique de véhicule automobile comprenant un moteur électrique monté sur un boîtier d’étrier de freins, une unité de transmission couplée à une broche d’une unité d’entraînement de broche est entraînée par le moteur électrique pour déplacer axialement l’organe de réglage de frein pour générer la force de frein. ETAT DE LA TECHNIQUE Habituellement le frein de service est un frein dans lequel le liquide de frein pousse un piston de frein avec sa garniture contre le disque de frein pour freiner le véhicule. En revanche, le frein de stationnement est un frein électromécanique. Du fait du développement de l’électrification des équipements d’un véhicule, le frein de service doit également être réalisé comme frein électromécanique pour éviter le liquide de frein et les structures complexes correspondantes de vannes et de conduites. Un tel frein électromécanique permet de réduire considérablement l’entretien. Le document EP 0 944 781 B1 décrit un frein à commande électromécanique pour freiner en pressant sa garniture de frein contre le disque de frein. Le frein comprend une unité d’entraînement à broche avec une broche et son écrou ; la broche est reliée à la garniture de frein. L’écrou de broche est solidaire du manchon qui l’entoure. Le manchon est monté à rotation par un palier dans l’étrier de frein. Le manchon comporte des aimants permanents formant le rotor d’un moteur électrique. Le manchon est entouré par un stator pour entraîner le rotor. La rotation de l’écrou de broche déplace axialement la garniture de frein pour exercer une force de freinage. Le document EP 3 421 773 B1 décrit un actionneur télescopique de broche à galets destiné à l’aviation. Le document EP 0 448 711 B1 décrit un organe de réglage de broche à vis tournante à billes. Le document WO 2022/210677 A1 décrit une broche à circulation de billes. BUT DE L’INVENTION La présente invention a pour but de développer un frein électromécanique de véhicule permettant d’appliquer une force de freinage importante et qui, néanmoins, est peu encombrant et économique à fabriquer. EXPOSE ET AVANTAGES DE L’INVENTION A cet effet, l’invention a pour objet un frein électromécanique de véhicule. Ce frein électromécanique comprend un moteur électrique monté dans un boîtier d’étrier de frein et une unité de transmission couplée à une broche d’une unité d’entraînement de broche entraînée par le moteur électrique pour déplacer axialement l’actionneur de frein soit pour générer la force de freinage. Ce frein est caractérisé par un écrou de broche de l’unité d’entraînement de broche et la broche sont montées à rotation l’une par rapport à l’autre par un premier mécanisme de vis à billes, un second mécanisme de vis à billes étant prévu entre l’écrou de broche et le boîtier d’étrier de frein, l’écrou de broche étant monté à rotation par ce mécanisme à billes par rapport au boîtier d’étrier de freins. Un actionneur de frein est un composant qui entraîne axialement l’écrou de broche pour appliquer une force sur la garniture de frein ou le disque de frein. Un mécanisme de vis à billes est formé par un ensemble de billes circule dans des chemins de billes réalisés dans deux pièces installées l’une face à l’autre. Selon l’invention, l’écrou de broche ne coopère pas avec le boîtier d’étrier de frein par un blocage en rotation mais il est relié par l’intermédiaire d’un second mécanisme de vis à billes, en rotation par rapport au boîtier d’étrier de frein. On économise ainsi le blocage en rotation de l’écrou à vis. Les deux mécanismes de vis à billes permettent de recevoir la force de freinage par un plus grand nombre de billes. Cela permet, réciproquement, d’appliquer une force de freinage plus élevée pour le frein électromécanique sans allonger la longueur axiale de l’unité d’entraînement de broche pour installer un plus grand nombre de billes. Cela permet de réaliser un frein électromécanique plus compact malgré la force de freinage plus importante. Pour laisser inchangé le niveau de la force de freinage plus élevée, il est possible, en variante, soit d’utiliser des billes plus grandes, ce qui diminue la réduction par rapport au moteur. De façon correspondante, il faudrait utiliser un moteur électrique beaucoup plus grand, ce qui augmenterait le coût d’un tel frein électromécanique. Le dispositif selon l’invention composé de deux mécanismes de vis à billes laisse inchangé le rapport de démultiplication de sorte que le coût du moteur électrique reste le même. L’invention permet ainsi une fabrication plus économique du frein électromécanique bien que la force de freinage qu’il fournit soit plus grande. Selon un développement préférentiel de l’invention, l’écrou de broche agit sur l’actionneur de frein par un palier découplé en rotation. Les deux mécanismes de vis à billes font tourner non seulement la broche, mais également l’écrou de broche. L’écrou de broche fait toutefois partie de l’unité de transmission de broche qui transmet la force de freinage à l’actionneur de frein. Cette disposition d’un palier correspondant qui découple le mouvement de rotation de l’écrou de broche évite le découplage entre l’actionneur de frein et la garniture de frein. La garniture de frein est ainsi solidaire de l’actionneur de frein. Selon un autre développement préférentiel de l’invention, le palier est un palier lisse. Un palier lisse a l’avantage d’être d’une fabrication économique. De plus, un tel palier lisse est peu encombrant, ce qui permet de réaliser un frein électromécanique avec de petites dimensions. En plus, le palier lisse ne demande pas beaucoup d’entretien ; il est simple à monter et peu sensible aux vibrations et aux bruits. Ainsi, le palier lisse augmente le confort d’utilisation. De manière préférentielle, le palier est un palier à aiguilles est avantageusement un palier axial à aiguilles, de hauteur faible. En outre, un palier à aiguilles permet de transmettre des forces plus importantes. Un palier à aiguilles a également un couple de frottement plus faible aux faibles vitesses de rotation. Par rapport à des paliers lisses, le palier à aiguilles s’use moins. Selon un développement avantageux, l’unité de transmission à broche agit sur un piston hydraulique pour générer la pression de frein pour l’actionneur de frein. La force de freinage peut ainsi se transmettre par le liquide hydraulique du frein. En conséquence, l’actionneur de frein n’agit pas directement sur la garniture de frein. La transmission hydraulique de la force de frein réalise une alternative par rapport à une transmission purement mécanique de la force. De façon avantageuse, les billes du second mécanisme à billes sont plus grandes que les billes du premier mécanisme de vis à billes. Des billes plus grandes ont l’avantage de résister à une force plus élevée par leur surface d’appui plus importante que celles des petites billes. Les grandes billes du second mécanisme de vis à billes permettent d’introduire une force de réaction opposée à la force de freinage, directement dans le boîtier de l’étrier. L’unité de transmission à broche peut ainsi être conçue pour des charges plus faibles, ce qui les rend moins encombrant. Selon un autre développement, le premier mécanisme de vis à billes a un retour de billes dans la broche. Par un retour de billes, les billes sont transportées par un canal de retour à l’extrémité axialement opposée du mécanisme de vis à billes. Cela permet d’avoir une plus grande course d’actionnement. La réalisation du retour dans la broche n’entraîne pas un encombrement supplémentaire de sorte que ce retour de billes est peu encombrant. L’invention s’applique également à un véhicule équipé d’un tel frein électromécanique. Ce véhicule a les avantages et les propriétés développés ci-dessus. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l’aide de modes de réalisation de freins électromécaniques selon l’invention représentés dans les dessins annexés dans lesquels : FIG. 1 vue en perspective d’un exemple de réalisation d’un frein électromécanique, FIG. 2 vue en coupe d’un exemple de réalisation d’une unité d’entraînement de broche selon l’invention, FIG. 3 vue en coupe d’un autre exemple de réalisation d’une unité d’entraînement de broche selon l’invention. DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION DE L’INVENTION La FIG. 1 est une vue en perspective d’un frein électromécanique 10 selon un exemple de réalisation de l’invention. Le frein électromécanique 10 comprend un moteur électrique 14 logé dans un boîtier d’étrier de frein 18. Le moteur électrique 14 entraîne l’unité de transmission 30 formée d’une vis 22 et d’une roue à vis 26. La roue à vis 26 entraîne une broche 34 d’une unité d’entraînement de broche 38 non représentée dans cette figure, de façon à déplacer l’actionneur de freins 42 (voir FIG. 2 ) qui comprend une plaque de poussée 46 dans cet exemple de réalisation, pour le déplacer axialement pour freiner. La FIG. 2 est une vue en coupe de l’unité d’entraînement de broche 38 selon un mode de réalisation de l’invention. L’unité d’entraînement de broche 38 comprend la broche 34 entraînée par la roue à vis 26 et un écrou 50 réglable axialement. Dans l’exemple de réalisation présenté, l’écrou 50 agit par un palier 54 sur l’actionneur de freins 42. L’actionneur de frein 42 comprend ici la plaque de poussée 46 munie d’une garniture de frein 58. Le palier 54 de cet exemple de réalisation n’est pas détaillé car il peut s’agir d’un palier lisse ou d’un palier à aiguille. Un premier mécanisme de vis à billes 66 formé par un grand nombre de billes 62 est prévu entre la broche 34 et l’écrou 50 ; la broche 34 et l’écrou 50 sont montés à rotation l’une par rapport à l’autre par ce mécanisme. En plus, un second mécanisme de vis à billes 74 ayant un grand nombre de billes 70 est prévu entre l’écrou de broche 50 et le boîtier d’étrier de frein 18 ; l’écrou 50 est monté à rotation par rapport au boîtier d’étrier de frein 18 par ce mécanisme à billes. Les deux mécanismes de vis à billes 66, 74 amplifient la force de freinage reçue, sans avoir à allonger l’unité d’entraînement de broche 38. Dans l’exemple de réalisation présenté, les billes 70 du second mécanisme de vis à billes 74 sont plus grandes que les vis 62 du premier mécanisme de vis à billes 66. Ainsi, on augmente la force de freinage que doit recevoir le boîtier d’étrier de frein 18, ce qui rend compacte l’unité de transmission de broche 38. La FIG. 3 est une vue en coupe d’une unité d’entraînement de broche 38 d’un autre exemple de réalisation de l’invention. Cet exemple diffère de l’unité d’entraînement de broche 38 présentée à la FIG. 2 par un retour de billes 78 dans la broche 34 qui guide les billes 62 à l’extrémité axiale opposée à celle du premier mécanisme de vis à billes 66. NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 10 Frein électromécanique 14 Moteur électrique 18 Boîtier d’étrier de frein 20 Vis 26 Roue à vis 30 Unité de transmission 34 Broche 38 Unité d’entraînement de broche 42 Actionneur de frein 46 Plaque de pression 50 Ecrou 54 Palier 58 Garniture de freins 62 Bille du premier mécanisme de vis à billes 66 Premier mécanisme de vis à billes 70 Bille du second mécanisme de vis à billes 74 Second mécanisme de vis à billes 78 Retour de billes Frein électromécanique (10) de véhicule automobile comprenant un moteur électrique (14) monté dans un boîtier d’étrier de frein (18), une unité de transmission (30) couplée à une broche (34) d’une unité d’entraînement de broche (38) est entraînée par le moteur électrique (14) pour déplacer axialement l’actionneur de frein (42) pour générer la force de freinage, frein caractérisé en ce que un écrou de broche (50) de l’unité d’entraînement de broche (38) et la broche (34) sont montées à rotation l’une par rapport à l’autre par un premier mécanisme de vis à billes (66), un second mécanisme de vis à billes (74) étant prévu entre l’écrou de broche (50) et le boîtier d’étrier de frein (18), l’écrou de broche (50) étant monté à rotation par ce mécanisme à billes par rapport au boîtier d’étrier de freins (18). Frein électromécanique (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’écrou de broche (50) agit sur l’actionneur de frein (42) par un palier (54) découplé du mouvement de rotation. Frein électromécanique (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le palier (54) est un palier lisse. Frein électromécanique (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le palier (54) est un palier à aiguilles. Frein électromécanique (10) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’unité d’entraînement de broche (38) agit sur un piston hydraulique pour générer la force de frein appliquée à l’actionneur de frein (42). Frein électromécanique (10) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les billes (70) du second mécanisme à vis à billes (74) sont plus grandes que les billes (62) du premier mécanisme de vis à billes (66). Frein électromécanique (10) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier mécanisme de vis à billes (66) a un retour de billes (78) réalisé dans la broche (34). Véhicule comportant un frein électromécanique (10) selon l’une des revendications précédentes.