FR2557241A1 - Dispositif de freinage a commande piezoelectrique, en particulier pour vehicules automobiles - Google Patents

Dispositif de freinage a commande piezoelectrique, en particulier pour vehicules automobiles Download PDF

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Abstract

L'INVENTION SE RAPPORTE A UN DISPOSITIF DE FREINAGE PERFECTIONNE. SELON L'INVENTION, LE DISPOSITIF COMPREND UN ORGANE MOBILE D'ACTIONNEMENT 13 PIEZOCERAMIQUE DONT LES DILATATIONSCONTRACTIONS PERMETTENT PAR DECALAGES SUCCESSIFS DANS UNE DIRECTION OU DANS L'AUTRE, DE VENIR APPLIQUER CONTRE LA PIECE A FREINER 1 DES PATINS DE FREIN 2, 3. LE FONCTIONNEMENT PAS A PAS EST OBTENU A PARTIR DE MOYENS DE RETENUE COMMANDES EGALEMENT PIEZOELECTRIQUEMENT 16-19 POUVANT BLOQUER LE MOUVEMENT DE DEPLACEMENT DANS UNE DIRECTION OU DANS L'AUTRE. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT AU FREINAGE DES VEHICULES AUTOMOBILES.

Description

L'invention a pour objet un dispositif de
freinage utilisant de façon effective un organe d'action-
nement piezocéramique pour produire une force de freinage.
Des dispositifs de freinage permettant de con-
trôler la vitesse d'un véhicule ou de l'arrêter sont gé-
néralement classés en freins à tambour et freinsà disque.
Le frein à disque produit une force de freinage en ame-
nant des patins de friction ou frottement en contact avec un disque, de façon à enserrer ledisque. Avec un frein à disque, on peut obtenir une distribution stable et uniforme de la force de freinage. En outre, le frein à disque présente une résistance élevée à l'échauffement,
un mécanisme de réglage automatique de la force de frei-
nage pouvant être aisément monté sur le dispositif for-
mant frein à disque et le bruit de freinage étant minimum.
Le frein à tambour ne présente pas de tels avantages.
Pour cette raison, le frein à disque prévaut en général.
Dans Les dispositifs de freinage classiques, un système utilisant un vérin hydraulique en tant que moyen de transmission de puissance est adapté de manière à former un mécanisme d'actionnement d'entrée de façon à transmettre une pression hydraulique ou pneumatique. Les patins de friction sont amenés en contact étroit avec le disque ou en sont écartés selon la position relative de
la pédale de freinage qui peut être enfoncée ou relâchée.
Dans le mécanisme d'actionnement hydraulique, la force
de freinage,obtenue seulement sous l'effet de l'enfonce-
ment de la pédale de freinage, est limitée, de sorte qu'un
dispositif amplificateur de force comprenant un maitre-
cylindre, un ensemble servomoteur, etc... est prévu de façon à augmenter la force avec laquelle les patins de
friction sont serrés contre le disque.
Cependant, tout dispositif de freinage classique utilisant un mécanisme d'actionnement hydraulique du type décrit ci-dessus requiert l'utilisation d'un maitre-cylindre, d'un amplificateur, de vérins de roues et un dispositif de canalisation du fluide de freinage, ce qui entraîne une construction compliquée, un encombrement important et des problèmes d'assemblage. Ceci conduit nonseulement
à des prix élevés de fabrication, mais nécessite égale-
ment un volume de montage supplémentaire. Pour des raisons de sécurité on est souvent amené à utiliser plusieurs systèmes de freinage indépendants qui sont utilisés en parallèle les uns avec les autres. Dans ce cas, les
inconvénients ci-dessus mentionnés deviennent décisifs.
La demande s'est récemment présentée pour la commande d'un freinage comprenant diverses applications telles qu'un mécanisme antidérapage. Les dispositifs de
freinage hydrauliques conventionnels ne peuvent satis-
faire une telle demande.
De façon à résoudre les inconvénients des dispositifs classiques, un mécanisme d'actionnement pour dispositifs de freinage comprend un moteur électrique ou un embrayage visqueux, comme décrit dans la demande de brevet japonnais 56-31532. Un frein électromagnétique est utilisé dans le mécanisme d'actionnement décrit dans la demande internationale n PCT/DE82/00172 (publication internationale n W083/01044). A la différence des autres mécanismes d'actionnement classiques qui fonctionnent
mécaniquement, ces mécanismes d'actionnement sont comman-
dés électriquement, de sorte qu'une force de freinage
propre peut être rapidement obtenue d'une manière souple.
Conformément aux dispositifs de freinage clas-
siques utilisant un mécanisme d'actionnement électrique du type décrit cidessus, le câblage issu de La pédaLe
de frein peut être simplifié, mais le corps de l'action-
nement faisant face au disque est important. La construc-
tion du mécanisme d'actionnement est compliquée ce qui
entraîne un prix de revient élevé et une grande consom-
mation de puissance. A ce propos, il y a une grande place
pour des perfectionnements à ce type de frein classique.
Un objet de la présente invention est de pré-
voir un dispositif de freinage utilisant un organe d'ac-
tionnement piézocéramique qui n'a reçu que tardivement
une attention soutenue.
Un autre objet de l'invention est de prévoir
un dispositif de freinage simple à faible prix permet-
tant d'engendrer une force de freinage propre et précise.
Un autre objet encore de l'invention est de prévoir un dispositif de freinage compact de faible poids, dans lequel une commande de freinage complexe peut être
proprement et aisément obtenue pour diverses applications.
Conformément à un aspect de la présente inven-
tion, on prévoit un dispositif de freinage ayant un méca-
nisme d'actionnement pour amener un organe de friction en contact étroit avec un organe de freinage de façon à
obtenir une force de freinage, le mécanisme d'actionne-
ment comprenant: - un organe piézocéramique se déplaçant pouvant
être commandé en extension/contraction le long d'une di-
rection d'application de l'organe de friction;
- un support disposé entre les extrémités oppo-
sées de l'organe de friction et de l'organe piézocéramique
mobile de façon à coupler l'organe de friction et l'orga-
ne piézocéramique mobile; et - des moyens pour sélectivement restreindre le mouvement de l'élément piézocéramique mobile par rapport à un organe de fixation dans une direction parallèle à la
direction d'application.
L'invention apparaîtra plus clairement à l'aide
de La description qui va suivre faite en référence aux
dessins annexés dans lesquels:
- les figures 1 et 2 sont des vues respective-
ment en plan et en coupe latérale d'un dispositif de freinage conforme à un mode de réalisation de la présente invention; - la figure 3 est une vue en coupe montrant
une construction schématique d'un mécanisme d'actionne-
ment constituant une caractéristique principale de la présente invention; - les figures 4A à 4D sont des vues en coupe du mécanisme d'actionnement faites selon les lignes IVA - IVA, IVB - IVB, IVC - IVC et IVD - IVD de la figure 3, respectivement; - la figure 5 est une vue en perspective montrant
une construction schématique d'un boltier recevant le mé-
canisme d'actionnement; - la figure 6 est une vue en perspective d'une lame ressort en forme de U montée entre des supports pour maintenir deux extrémités d'un élément piézocéramique mobile;
- la figure 7 est une représentation schémati-
que expliquant le mouvement d'un ensemble mobile soumis à des déplacements intermittents; - la figure 8 est un schéma synoptique d'un circuit de commande de l'ensemble mobile; - - les figures 9A et 9B sont des chronogrammes
illustrant respectivement les crénaux de tensions appli-
quées aux éléments piézocéramiques respectifs; - les figures 10A et 10B sont respectivement des vues en perspective relatives à une variante d'un
dispositif de freinage tel qu'il est monté dans la réa-
lité; - les figures 11 et 12 sont respectivement une vue en plan et une vue en coupe de côté d'un dispositif de freinage conforme à un autre mode de réalisation de l'invention; - les figures 13A et 13B à 15 sont des vues montrant d'autres variantes du dispositif de freinage
conforme à l'invention.
Des modes de réalisation préférés de la pré-
sente invention seront décrit en détail en faisant réfé-
rence aux dessins annexés.
Les figures 1 et 2 montrent une réalisation
dans laquelle un dispositif de freinage conforme à l'in-
vention est appliqué à un dispositif de freinage à un seul cylindre ou vérin. L'ensemble de la construction du dispositif de freinage sera décrit en faisant référence aux figures 1 et 2. Un disque 1 constitue l'organe soumis au freinage et il est entraîné en rotation avec une roue
(non représentée). Des patins de friction 2 et 3 consti-
tuent les organes de friction sélectivement amenés en contact étroit avec deux surfaces du disque 1 de façon à engendrer une force de freinage. Des plateaux supports de patin 2a et 3a sont montés sur les surfaces des patins de friction 2 et 3 pour opposer leurs surfaces en contact avec le disque 1. Un mécanisme d'actionnement 10 est monté à l'extérieur du patin de friction 2 de façon à le
commander alternativement selon une direction perpendi-
culaire à la surface du disque 1. Le mécanisme d'action-
nement 10 est monté a une extrémité d'un corps 4 formant
étrier. L'autre extrémité de l'étrier 4 se trouve à che-
val sur le disque 1 et fait face à la surface extérieure du patin de friction 3. Des butoirs 4a et 4b (seulement un butoir est illustré) sont formés solidairement avec l'étrier 4, de sorte que le patin 3 peut être déplacé par le mécanisme d'actionnement, de manière à être amené en contact avec le disque I ou en être écarté selon une
direction perpendiculaire à la surface du disque 1.
L'étrier 4 est supporté en coulissement au moyen d'une
console support 5 sensiblement en forme de U qui che-
vauche Le disque 1. L'étrier 4 est du type flottant.
La construction d'un tel étrier 4 est connue dans la
technique et une description détaillée n'en sera donc
pas donnnée.
Dans le dispositif de frein à disque décrit ci-dessus, conformément à ce mode de réalisation, la caractéristique principale réside dans le fait que le mécanisme d'actionnement 10 comprend un ensemble sophis-
tiqué utilisant des éléments piézocéramiques.
La construction du dispositif formant frein à disque de ce mode de réalisation sera maintenant décrit en détail en faisant référence aux figures 3 à 5. Un
boîtier 11 prismatique présente deux extrémités ouvertes.
Un ensemble mobile 12 est supporté à coulissement dans
le boîtier 11 de façon à permettre un déplacement inter-
mittent au moyen d'éléments piézocéramiques. L'ensemble mobile 12 comprend un élément 13 mobile, piézocéramique qui est aligné avec la direction axiale du disque 1 et
qui est commandé en extension ou en contraction par appli-
cation d'une tension électrique. Les deux extrémités de l'ensemble mobile 12 sont maintenues au moyen d'une paire de supports avant et arrière 14 et 15 qui sont supportés de façon coulissante dans le boîtier 11. Les supports avant et arrière 14 et 15 comprennent respectivement une paire d'éléments piézocéramiques 16 et 17 de retenue supérieur et inférieur et une paire d'éléments piézocéramiques 18 et 19 de retenue supérieur et inférieur. Les patins de
friction 20a, 20b, 21a et 21b des éléments piézocérami-
ques 16, 17, 18 et 19 sont commandés en extension ou en contraction suivant la direction perpendiculaire à la direction axiale des patins de friction 20a, 20b, 21a et
21b, de façon à les amener en contact étroit avec la sur-
face intérieure du boitier 11 ou à l'en écarter. Dans l'ensemble mobile 12 présentant la construction décrite ci-dessus, un détecteur de force 22 est disposé en avant
de l'extrémité frontale de l'élément piézocéramique mobi-
le 13 de façon à détecter une force de sollicitation du patin de friction 2 appliqué contre le disque I au moyen de l'ensemble mobile 12. Le détecteur de force 22 fournit un signal de détection à un contr6leur, lequel sera
décrit plus loin.
Une pluralité de plaques piézoélectriques sont
empilées de façon à constituer l'élément 13 piézocérami-
que mobile entier, et le détecteur 22 de force est formé solidairement avec l'extrémité avant de l'élément piézo- céramique 13. La raison de ce choix est que l'élément piézocéramique a des caractéristiques telles qu'il sert d'organe d'actionnement pour produire un déplacement ou une force lorsqu'une tension y est appliqué, et il sert également à constituer un détecteur pour engendrer une tension lorsqu'une force agit sur lui. De cette manière, lorsque le détecteur 22 est formé solidairement avec l'élément piézocéramique 13, le nombre des composants
peut être réduit, et des techniques d'assemblage, d'usi-
nage et/ou de moulage simple peuvent être utilisées.
Cependant, la présente invention ne se limite pas à la disposition décrite ci-dessus. Par exemple le détecteur
de force 22 peut être placé en avant de l'extrémité fron-
tale de l'ensemble mobile 12 entre le plateau 2a du patin de friction 2 et le support 14. Dans ce cas, un organe
d'actionnement séparé ou une partie du plateau 2a appli-
que une force sur le détecteur de force monté sur le
support 14.
En se référant aux figures 2 et 3, les lames
ressort 23 en forme de U constituent des organes élasti-
ques de tension et sont fixées aux extrémités correspon-
dantes respectives des supports 14 et 15, de façon à presser les supports 14 et 15 l'un contre l'autre. Une
construction détaillée de la lame ressort 23 est illus-
trée à la figure 6. Ces lames ressort 23 (des ressorts supérieurs et inférieurs dans ce mode de réalisation) n'appliquent pas une force de tension sur l'élément en céramique 13 lorsque le frein à disque est actionné,
ce qui augmente la durée de vie des éléments piézocéra-
miques 13. Simultanément, étant donné qu'une force de compression agit continuellement entre les supports 14 et 15, les supports 14 et 15 n'ont pas besoin d'être reliés à l'élément piézocéramique 13 lorsque l'ensemble mobile est assemblé. L'organe élastique monté entre les support 14 et 15 n'est pas limité à la. lame élastique 23,
mais peut être étendu à d'autres formes de montage élas-
tique telles que des ressorts de traction à boudin. Une
commande en extension/contraction de l'élément piézocé-
ramique est de l'ordre d'environ 0,1 % par rapport à sa longueur. Par suite un simple fil métallique peut être
utilisé en temps qu'organe élastique.
Comme il apparaît des figures 4A à 4D, les patins de friction 20a, 20b, 21a et 21b maintenus pressés contre la surface de la paroi interne du boîtier 11 au moyen des éléments piézocéramiques de retenue 16, 17, 18 et 19 sont montés de sorte qu'ils peuvent être déplacés verticalement, tandis que leurs mouvements horizontaux sont empêchés par les supports 14 et 15. De façon à
obtenir l'état de retenue convenable, les patins de fric-
tion 20a, 20b, 21a et 21b doivent avoir une résistance élevée à une force de cisaillement et un coefficient de frottement élevé. Chaque patin peut par suite comprendre
du zinc, de la fonte, de l'aluminium ou une céramique.
L'espacement entre le patin de friction 20a, 20b, 21a ou 21b et la surface de la paroi interne du boîtier 11 doit
être suffisamment faible de façon à permettre aux élé-
ments piézocéramiques 16, 17, 18 et 19 de présenter à la fois les états de retenue- verrouillage et de glissement mentionnés des supports 14 et 15. Pour cette raison, le polissage est effectué après que l'ensemble 12 mobile ait été monté dans le bottier 11, ou la mise à dimensions
est effectuée par rodage.
Le boîtier prismatique 11 comprend un organe métallique en une seule pièce constituée en aluminium
ou analogue et apparaît clairement des figures 3 à 5.
Le boîtier 11 a suffisamment de rigidité pour maintenir mobile l'ensemble mobile 12 qu'il contient. Lorsque le
bottier 11 est formé à partir d'un profilé allongé pré-
paré par extrusion par étirage ou poussage et est ensuite découpé en tronçons de longueur prédéterminée, iL peut être aisément formé selon des techniques de fabrication
simples de production en série et donc à faible prix.
Comme il apparaît des figures 2 à 5, quatre paires de rails électrodes 24a et 24b, 25a et 25b, 26a et
26b, 27a et 27b sont ajustées dans des gorges corres-
pondantes formées dans les surfaces de la paroi latérale interne du boîtier et s'étendent suivant la direction axiale du disque 1. Les rails électrodes 24a et 24b, 25a et 25b, 26a et 26b, 27a et 27b sont électriquement
reliés aux éléments piézocéramiques 18 et 19, à l'élé-
ment piézocéramique 13, au détecteur de force 22 et aux éléments piézocéramiques 16 et 17, respectivement,
qui sont alors reliés en commun au dispositif de com-
mande qui sera décrit ci-après. Ces paires de rails élec-
trodes 24a et 24b, 25a et 25b, 26a et26b, 27a et 27b
servent également d'organes de guidage pour guider l'ensem-
ble mobile 12 de façon à l'amener en contact étroit avec le disque 1 ou à l'en écarter. Il doit être noté qu'un matériau isolant est placé entre les rails électrodes
et les gorges correspondantes formées dans le boîtier 11.
Les connections détaillées entre les rails élec-
trodes 24a et 24b, 25a et 25b, 26a et 26b, 27a et 27b et les différents composants de l'ensemble mobile 12 sont illustrés aux figures 4A à 4D. La première paire de rails
électrodes 24a et 24b dans la partie supérieure du boî-
tier 11 sont respectivement reliés par l'intermédiaire des fils conducteurs 28 et des éléments de contact 29 aux éléments piézocéramiques 18 et 19 montés dans le support arrière 15, comme on le voit à la figure 4A. Les fils
conducteurs 28 traversent des orifices 15a et les élé-
ments de contact 29 comprennent par exemple des lames ressort, respectivement. De façon semblable, la seconde paire de rails électrodes 25a et 25b sont reliés à l'élément piézocéramique 13 au moyen des fils conducteurs traversant des orifices 15b et au moyen des éléments de contact 31,respectivement, comme on le voit à la 1 0 -figure 4B. Les troisième et quatrième paire de rails électrodes 26a et 26b et 27a et 27b sont reliés au détecteur de force 22 et aux éléments piézocéramiques
16 et 17 au moyen de fils conducteurs 32 et 33 traver-
sant des orifices 14a et 14b et au moyen d'éléments de contact 34 et 35 illustrés aux figures 4C et 4D respectivement.
Avec cette construction, les éléments piézo-
céramiques 13, 16 et 17 et 18 et 19, sont reliés à la seconde, quatrième et première paire d'éléments de rails a et 25b, 27a et 27b,et 24a et 24b et au dispositif de commande au moyen de fils conducteurs extérieurs 36
(figure 2).
En se référant maintenant à la figure 2, on a repéré en 37 un chapeau monté à l'extrémité avant du boîtier 11 pour fermer de façon étanche l'espace interne du boîtier 11; et en 38 on a montré un manchon monté
sur le bloc portant les bornes des fils conducteurs exté-
rieurs sortant de l'étrier 4.
Le principe de fonctionnement du mécanisme d'actionnement ayant la construction décrite ci-dessus est illustré à la figure 7. A la figure 8 est montré un
circuit de commande du mécanisme d'actionnement 10.
La disposition et le fonctionnement du circuit de commande seront brièvement décrits. La référence 40 correspond *u détecteur de pédale détectant une force ou une course d'enfoncement de la pédale. Les signaux de détection provenant du détecteur de pédale 40 et du détecteur de
force 22 sont fournis à un dispositif de commande 41.
Le dispositif de commande comprend des amplificateurs 42 et 43 pou2ramplifier les signaux respectifs provenant des détecteurs 40 et 22, un comparateur opérationnel 44 pour comparer les signaux de sortie provenant des amplificateurs 42 et 43,et un poste d'entraînement 45 fournissant un signal de sortie illustré aux figures 9A ou 9B à l'élément piézocéramique 13 mobile (référencé également comme élément piézocéramique M), et aux éléments piézocéramiques avantsde retenue 16 et 17 (référencés également en tant qu'éléments piézocéramiques frontaux F) et aux éléments piézocéramiques de retenue arrières 18 et
19 (également référencés en tant qu'éléments piézocérami-
ques arrières R).
L'ordre de fonctionnement des éléments piézocé-
ramiques M, F et R sera décrit en faisant référence à la figure 9A. Lorsque le conducteur enfonce la pédale de
frein, une tension est appliquée aux éléments piézocéra-
miques de retenue arrières R et le support arrière 15 est
verrouillé dans le boîtier 11. Une tension est alors appli-
quée à l'élément piézocéramique mobile M, de façon à pro-
voquer son extension vers l'avant. Ensuite, les éléments piézocéramiques de retenue avants F sont actionnés de façon à verrouiller le support avant 14. Ensuite les
éléments piézocéramiques arrières R sont libérés, et l'élé-
ment piézocéramique M n'est plus alimenté ou bien il
lui est appliqué une tension inverse. Les éléments piézocé-
ramiques arrières R sont alors à nouveau retenus. Ainsi, un décalage intermittent pas à pas vers l'avant d'un cycle (T1, T2... Tn) dans la direction A est obtenu. Un tel cycle
est répété de façon à amener le patin 2 plus près du dis-
que 1 de façon à supprimer l'espace entre le patin et le disque. La force de contact des patins est détectée par
le détecteur de force 22, et l'ensemble mobile 12 est dé-
placé de telle façon que la tension est contr8lée de façon à produire une force de freinage correspondant à un degré de pédalage. De façon à obtenir l'état final verrouillé de
l'ensemble mobile 12, au moins l'un des éléments piézocéra-
miques avant et arrière F et R est actionné.
Lorsque le détecteur de force 22 est formé d'une seule pièce avec l'élément piézocéramique mobile 13, comme montré à la figure 3, seuls les éléments piézocéramiques arrières 18 et 19 sont retenus de façon à détecter une pression de contact dans l'état verrouillé (T L) comme
indiqué par la ligne en trait plein à la figure 9A. Cepen-
dant, Lorsque le détecteur de force 22 est disposé en avant de L'extrémité frontale de l'ensemble mobile 12, comme montré à la figure 7, au moins L'un des éLéments
piézocéramiques avants 16 et 17 et des éléments piézocé-
ramiques arrières 18 et 19 sont commandés. Dans ce cas, L'éLément piézocéramique mobile 13 peut être alimenté
ou non alimenté avec une tension positive ou négative.
L'opération de commande ci-dessus décrite peut également
être appliquée à la contraction de l'élément piézocéra-
mique mobile 13, comme montré à la figure 9B. La dis-
tance entre le patin 2 et le disque 1, après relâchement de la pédale est déterminée par Le nombre de fois qu'ont été effectués les décalages intermittents après qu'une
charge sur Le détecteur de force 22 ait atteint une va-
leur prédéterminée.
Le décalage intermittent ou déplacement progres-
sif pas à pas par la contraction de l'élément piézocéra-
mique mobile 13 Le long de la direction B apparait à La figure 7 et peut être lu sur le chronogramme de la figure
9B, une description détaillée n'étant donc pas nécessaire.
Conformément au mécanisme d'actionnement 10
utilisant les éléments piézocéramiques de manière à pro-
duire une force de freinage par décalage intermittent, on peut réaliser un dispositif de frein à disque compact et Léger dans lequel une force de freinage propre peut être engendrée aussitôt que le conducteur appuie sur la
pédale de frein. En réglant le signal de contrôle, à par-
tir du dispositif de commande 41, diverses opérations de freinage telles qu'un freinage anti-dérapage ou à
pompage peuvent être obtenus. Les éLéments piézocérami-
ques utilisés dans le frein à disque ne consomment que peu de puissance, dégagent peu de chaleur et sont peu
bruyants. En outre, à l'encontre des dispositifs de frei-
nage hydrauliques classiques, le volume de l'installation
et le prix peuvent être grandement réduits.
Au niveau des éléments piézocéramiques de rete-
nue 16, 17, 18 et 19, un problème se présente de savoir si l'état de retenue (ou verrouillage) suffisant est obtenu par les poussées et déplacements produits. Chaque élément
piézocéramique 16, 17, 18 et 19 est fabriqué en un maté-
riau céramique formé d'une solution solide à deux compo-
sants (niobate de magnésium de plomb et titanate de plomb)
et a une longueur de 20 mm et une surface de 300 mm2.
Lorsqu'une tension de 200 Volts est appliquée à cet élé-
ment piézocéramique, cette tension engendre une poussée
de 500 kg et un déplacement d'environ 0,01 mm (le déplace-
ment est doublé si l'on applique une tension positive ou une tension négative à l'élément piézocéramique). De cette
manière, il s'est avéré qu'un état de retenue ou verrouil-
lage convenable peut effectivement être obtenu.
La présente invention n'est pas limitée au mode particulier de réalisation décrit ci-dessus. La forme et la construction des composants respectifs peuvent
être arbitrairement déterminées et modifiées.
Le mécanisme 10 d'actionnement utilisant les éléments piézocéramiques, conformément à la présente invention, peut être utilisé dans un dispositif de frein à disque de type à cylindre hydraulique classique, comme illustré à la figure 10A. La référence 50 correspond à la pédale de frein; 51 au maitre cylindre permettant
d'engendrer une pression prédéterminée suite à l'enfonce-
ment de la pédale de frein 50. Un cylindre ou vérin de roue 52 est actionné par la pression hydraulique fournie par le maître cylindre 51 à travers une canalisation 53 et amène les patins de friction (non représentés) montés dans les étriers 4 en contact étroit avec un disque 1. La construction du vérin de roue est d'un type classique
bien connue de l'homme de l'art. Le mécanisme d'actionne-
ment 10 comprenant les éléments piézocéramiques conformes
à la présente invention est monté dans une position espa-
* cée circonférentielle de façon à être parallèle au vérin de roue 52. Un détecteur de pression 54 sert de moyen pour transmettre la force de pédalage provenant de la
pédale de frein 50 au contrôleur 41 et est disposé à mi-
chemin sur le trajet du conduit 53.
Avec cette construction, les deux systèmes
de frein sont utilisés ensemble pour augmenter la sécurité.
Simultanément, lorsque la pédale de frein est enfoncée, ces systèmes sont simultanément actionnés de sorte que le mécanisme 10 d'actionnement électrique de l'invention se
substitue à la sortie d'un système amplificateur hydrau-
lique classique. En outre, une commande de freinage, telle qu'une commande anti-déparage peut être éLectroniquement
commandée par le dispositif de commande 41.
Dans la disposition illustrée à la figure
1iA, les mécanismes d'actionnement sont disposés séparé-
ment le long de la surface circonférentielle du disque 1.
Cependant, comme montré à la figure 10b, les consoles sup-
ports5 de ces mécanismes peuvent être formées en une seule pièce. Dans le mode de réalisation ci-dessus, le
dispositif de freinage de la présente invention est appli-
qué à un frein à disque du type à un seul vérin. La pré- sente invention n'est pas limitée à ce mode de réalisation
particulier décrit ci-dessus mais peut être étendue à dif-
férents types de frein. Par exemple, les figures 11 et 12
montrent un autre mode de réalisation dans lequel la pré-
sente invention est appliquée à un frein à disque du type
à vérins opposés. Dans ce cas, les mécanismes d'actionne-
ment 10 constitués des éléments piézocéramiques sont dis-
posés sur deux faces d'un même disque. Des patins de fric-
tion 2 et 3 sont respectivement actionnés par les méca-
nismes d'actionnement 10 et sont amenés en contact étroit avec deux surfaces du disque 1 de façon à produire une force de freinage. La construction détaillée d'un tel
mécanisme est sensiblement la même que celle d'un dispo-
sitif de freinage classique et apparaîtra évidente à
l'homme de l'art. La référence 60 correspond à une gou-
pille de patin,et la référence 61 à un ressort de compres-
sion.
Le même effet que dans le mode de réali-
sation précédent, peut également être obtenu dans cette réalisation. Dans la seconde réalisation, deux paires
d'éléments supérieurs et inférieurs de retenue piézocé-
ramiques 16 et 17, et 18 et 19 sont disposes dans une
paire de supports 14 et 15 pour maintenir deux extrémi-
tés d'un élément piézocéramique mobile 13, respective-
ment. La présente invention n'est pas limitée au second
mode de réalisation, mais peut être modifié comme illus-
tré aux figures 13A et 13B. En se référant aux figures
13A et 13B, des patins de friction arqués 70 sont dispo-
sés dans les supports 14 et 15 le long de la direction
circonférentielle. Une pluralité d'éléments piézocérami-
ques de retenue 71 sont reliés aux deux extrémités de chacun des deux patins adjacents 70. Dans ce cas, les
patins 70 sont déplacés vers l'extérieur ou vers l'inté-
rieur, le long de la direction radiale par suite de l'ex-
tension ou de la contraction des éléments piézocéramiques 71.
Dans une autre variante illustrée aux fi-
gures 14A et 14B, les éléments piézocéramiques de retenue 73 sont couplés aux extrémités de chacun des patins de friction semi-circulaire 72. Dans ce cas, lorsque les éléments piézocéramiques 73 sont commandés en extension
ou en contraction, les patins 72 sont déplacés vers l'ex-
térieur ou vers l'intérieur. Dans ces modifications, un boîtier cylindrique 74 peut être utilisé comme illustré
à la figure 15. Des rails électrodes 75 peuvent être mon-
tés sur la surface intérieure du boîtier cylindrique 74
dela même manière que dans les modes de réalisation pré-
cédemment décrits.
Comme il a été décrit en détail, conformé-
ment à la présente invention, lespropriétés d'extension et de contraction des éléments piézocéramiques dans le dispositif de freinage sont effectivement utilisées pour constituer un dispositif d'actionnement. Conformément
à un aspect de la présente invention, les éléments piézo-
céramiques sont actionnés de façon à amener des patins de friction en contact étroit avec le disque, de façon à venir enserrer ou immobiliser le disque, engendrant ainsi la force de freinage. Conformément à un autre aspect de la présente invention, l'ensemble mobile est soumis à un décalage intermittent ou pas à pas; il peut être actionné dans les deux sens à l'intérieur d'un bottier cylindrique. Conformément encore àun autre aspect de la présente invention, une pluralité de patins de friction peuvent être disposés selon un arrangement circulaire
et les éLéments de retenue ou verrouillage piézocérami-
que sont reliés aux deux extrémités de chacun de deux patins de friction adjacents. Les éléments piézocéramiques
sont actionnés de façon à déplacer les patins vers L'inté-
rieur de façon à engendrer une force de freinage. De cette
manière, la force de freinage peut être engendrée électri-
quement avec une construction simple. Une force de frei-
nage appropriée peut être obtenue lorsque le conducteur
appuie sur la pédale de frein. Différents types de fonc-
tionnement de commande de frein tel qu'un freinage anti-
dérapage ou par pompage peuvent aisément et convenablement
être obtenus de façon à satisfaire les exigences requises.
L'invention apporte des avantages importants aux disposi-
tifs de freinage, tandis que l'appareil est simple, com-
pact, Léger et peu coOteux.

Claims (16)

REVENDICATIONS
1. - Dispositif de freinage comprenant un
mécanisme d'actionnement pour amener un organe de fric-
tion en contact étroit avec un organe de freinage de façon à obtenir une force de freinages caractérisé en ce que ledit mécanisme d'actionnement comprend: - au moins un organe piézocéramique mobile
(13,M) qui peut être commandé en extension et en contrac-
tion selon une direction d'application dudit organe de friction (2, 3);
- un support (14, 15)au moins disposé entre les extré-
mités opposées dudit organe de friction (2, 3) et ledit
organe mobile piézocéramique (13) de façon à coupler le-
dit organe de friction (2, 3) et ledit organe mobile piézocéramique (13); et
- des moyens (16, 19) pour retenir ou verrouil-
ler sélectivement le déplacement dudit élément piézocé-
ramique mobile (13) par rapport à un organe de fixation
(11) dans une direction parallèle à la direction d'appli-
cation.
2. - Dispositif selon la revendication 1,
caractérisé ence que lesdits moyens de retenue (16,19) compren-
nent au moins un organe piézo-céramique de retenue.
3. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de retenue (16, 19) sont disposés en avant de et en arrière de l'organe piézocéramique mobile précité (13), chacun desdits moyens de retenue comprenant au moins un organe piézocéramique
de retenue.
4. - Dispositif selon la revendication 1,
caractérisé en ce que lesdits moyens de fixation com-
prennent un corps cylindrique (11, 74) qui entoure ledit support (14, 15) et ledit organe piézocéramique mobile
(13) et lesdits moyens de retenue comprennent une plura-
lité d'organes piézocéramiques de retenue (16- 19, 73) qui peuvent être commandés radialement en extension et en
contraction dans ledit corps cylindrique.
5. - Dispositif seon la revendication 4, caractérisé en ce que Ledit corps cylindrique 11 a une
section transversale rectangulaire.
6. - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit corps cylindrique (74) a une section transversale circulaire et ladite pluralité d'organes piézocéramiques de retenue (73) sont arrangés
à intervalles égaux tout autour du corps.
7. - Dispositif selon l'une des revendications
4 à 6, caractérisé en ce que une pluralité de rails électrodes (24 - 27, 75) sont montés sur la surface de
la paroi interne dudit corps cylindrique (11, 74) paraltè-
lement à la direction d'extension/contraction dudit organe
(13)mobile piézocéramique, lesdits éléments piézocérami-
ques mobiles (13) et de retenue (16 -19, 73) étant alimen-
tés en courant électrique à travers des éléments de
contact réalisant un contact glissant avec ladite plura-
lité de rails électrodes.
8. - Dispositif selon l'une des revendications
4 à 7, caractérisé en ce qu'une pluralité de guidesrails (24 - 27, 75) sont montés sur une surface de la paroi interne dudit corps cylindrique de façon à être disposés parallèlement à la direction d'extension/contraction
dudit élément piézocéramique mobile (13).
9. - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits rails de guidage (24 - 27,
) montés sur ledit corps cylindrique (11, 74) sont for-
més symétriquement autour dudit organe piézocéramique
mobile (13).
10. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une paire de moyens de retenue qui sont respectivement disposés en avant
(16, 17) et en arrière (18, 19) dudit organe piézocéra-
mique mobile (13) et qui comprennent des organes piézo-
céramiques de retenue (16, 19) pour sélectivement ver-
rouiller le mouvement de déplacement de l'élément piézo-
céramique mobile (13) suivant une direction parallèle à
la direction d'application.
11. - Dispositif selon la revendication 10,
caractérisé en ce que ladite paire d'organes piézocéra-
miques de retenue comprennent des moyens entraînés al- ternativement en synchronisme avec le mouvement dudit
organe piézocéramique mobile (13).
12. - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend: - une pluralité d'organes de patin de forme arquée (70) disposés radialement à l'intérieur dudit corps cylindrique (74); et - une pluralité de moyens de retenue (71) pour engager les parties d'extrémités de chacun de deux patins arqués adjecents et pour faire en sorte d'amener lesdits patins arqués en contact étroit avec une surface de la paroi interne dudit corps cylindrique (74) ou pour
écarter lesdits patins arqués de la surface de cette pa-
roi interne, lesdits supports (14, 15) supportant lesdits
patins arqués et lesdits moyens de retenue.
13. - Dispositif selon la revendication 12,
caractérisé en ce que lesdits moyens de retenue compren-
nent des organes piézocéramiques de retenue (71) dont les mouvements d'extension/contraction s'effectuent dans
une direction radiale par rapport audit corps cylindrique.
14. - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend: - deux patins semi-circulaires (72) dont Les
surfaces arquées se font face dans ledit corps cylindri-
que;
- une pluralité de moyens de retenue (73) dis-
posés entre les extrémités opposées desdits patins semi-
circulaires de façon à amener les patins semi-circulaires en contact étroit avec la surface de la paroi interne dudit organe cylindrique ou de les en écarter; - ledit support (14, 15) supportant lesdits
patins semi-circulaires et lesdits moyens de retenue.
15. - Dispositif selon L'une des revendica-
tions 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend:
- une paire de supports (14, 15) respective-
ment disposés entre les extrémités correspondantes des-
dits organes de friction (2, 3) et ledit organe piézocé- ramique mobile (13) et une extrémité arrière dudit organe piézocéramique; et - une paire de moyens de retenue (16 - 19)
qui sont respectivement montés sur ladite paire de sup-
ports (14, 15) et qui comprennent des organes piézocéra-
miques de retenue pour Limiter sélectivement le mouve-
ment dudit organe piézocéramique mobile (13) dans une
direction parallèle à la direction d'application.
16. - Dispositif selon La revendication 15, caractérisé en ce que Les ressorts de traction sont ancrés
entre ladite paire de supports (14, 15) de façon à atti-
rer ladite paire de supports l'un en direction de l'autre.
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