FR2899547A1 - Dispositif de securite pour une piece mobile en rotation et son application a un frein de stationnement electrique - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de sécurité pour une pièce mobile en rotation dans les deux sens, appelés respectivement sens positif et sens négatif, comprenant- des premiers moyens (61, 62) adaptés pour définir deux modes de rotation de la pièce, respectivement le mode positif et le mode négatif, dans lequel ladite pièce peut librement tourner, respectivement dans le sens positif et dans le sens négatif ; et- des seconds moyens adaptés pour bloquer la pièce en rotation dans le sens négatif lorsque ladite pièce, en mode de rotation positif, se met à tourner dans le sens négatif, lesdits seconds moyens étant en outre adaptés pour permettre la rotation de ladite pièce dans le mode de rotation négatif après une rotation prédéterminée de ladite pièce dans le sens positif depuis sa position de blocage.L'invention trouve une application dans un frein de stationnement électrique pour véhicule automobile.

Description

DISPOSITIF DE SECURITE POUR UNE PIECE MOBILE EN ROTATION ET SON

APPLICATION A UN FREIN DE STATIONNEMENT ELECTRIQUE L'invention concerne un dispositif de sécurité pour une pièce mobile en rotation et son application à un frein de stationnement électrique.

Elle concerne plus particulièrement un dispositif de sécurité pour une io pièce mobile en rotation dans les deux sens, le dispositif étant apte à bloquer la pièce en rotation dans l'un des sens de rotation.

Un dispositif de sécurité trouve une application dans un frein de stationnement électrique pour véhicule automobile, la pièce mobile en rotation 15 étant un arbre de sortie d'un moteur, lié à un dispositif mécanique de conversion du mouvement de rotation dudit arbre en un mouvement linéaire d'un tire-câble du frein de stationnement.

A l'heure actuelle, le moteur d'un frein de stationnement électrique 20 entraîne un arbre de sortie en rotation. Il est alimenté électriquement dans les deux sens de rotation et le maintien mécanique de l'effort exercé par le tire câble sur les étriers de freins généralement les freins des roues arrières du véhicule, est obtenu grâce un système irréversible mécanique (écrou mobile sur vis sans fin) de blocage en rotation de l'arbre. Un tel système ne peut être 25 déverrouillé qu'en alimentant à nouveau le moteur électrique dans un sens ou l'autre de rotation. La figure 1 montre un synoptique d'un tel frein électrique de l'état de l'art dont la principale application est un frein de stationnement pour véhicule.

30 Un frein de stationnement électrique classique du type tire-câble, comporte au moins trois parties principales : - un motoréducteur électrique 10 alimenté par une source électrique d'alimentation Al et entraînant en rotation un arbre de sortie 2 ; - un dispositif mécanique 8 permettant de convertir le mouvement de rotation du motoréducteur en mouvement linéaire d'un tire-câble 13 ; - un palonnier 14 et deux câbles de frein 15, 16 permettant de transporter l'effort exercé par le mouvement linéaire du tire-câble 13 jusqu'aux étriers des freins des roues arrières droite et gauche du véhicule.

En général, la conversion du mouvement de rotation de l'arbre de sortie io 2 du motoréducteur électrique 10 en un mouvement linéaire est effectué par une vis sans fin comportant un écrou mobile ou par un mécanisme d'enroulage du tire-câble autour dudit arbre de sortie.

Les figure 2a et 2b montrent un exemple de réalisation d'un frein de 15 stationnement électrique équipé d'un dispositif de conversion du type vis sans fin et écrou mobile. L'arbre de sortie 2 du motoréducteur 10 forme une vis sans fin 80 comportant un écrou mobile 81 pouvant se déplacer linéairement sur la vis sans fin 80 dans un sens ou dans le sens contraire selon le sens de rotation du motoréducteur 10. 20 Le tire-câble 13 solidaire, par une de ses extrémités 130, de l'écrou mobile 81 et, par son autre extrémité 131, du palonnier 14 assure la transmission des déplacements de l'écrou mobile 31 aux câbles de freins 15, 16. Ce mécanisme convertit le mouvement de rotation du motoréducteur 10 en 25 un mouvement linéaire parallèle à l'axe XX' de la vis 30.

La rotation du motoréducteur 10 dans un sens entraîne le déplacement de l'écrou mobile 81 et du tire-câble 13 dans un sens SF, dit de serrage des freins. Une rotation du motoréducteur 10 dans le sens contraire entraîne le 30 déplacement de l'écrou mobile 81 et du tire- câble 13, dans le sens opposé DF dit de desserrage des freins.

Dans le frein de stationnement électrique de l'état de l'art décrit précédemment, le maintien mécanique de l'effort exercé par le tire-câble 13 sur les étriers est obtenu grâce au système irréversible mécanique formé par la vis sans fin 80 et l'écrou mobile 81. Le système est irréversible du fait du couple vis sans fin/écrou mobile, par exemple dû à un pas petit de la vis sans fin 80.

L'arbre de sortie 2 étant bloqué en rotation, le frein de stationnement électrique est maintenu en position tant que le motoréducteur 10 est à l'arrêt, le dispositif ne peut être débloqué qu'en alimentant à nouveau le motoréducteur 10. Le motoréducteur 10 du frein de stationnement électrique doit pouvoir être alimenté électriquement dans les deux sens de rotation, dans un sens pour effectuer le serrage des freins puis dans l'autre sens pour obtenir le desserrage des freins.

Un inconvénient majeur du frein de stationnement électrique de type tire-câble de l'état de l'art est de nécessiter un dispositif électrique d'alimentation du motoréducteur 10 dans les deux sens de rotation.

Un but de l'invention est la suppression de composants d'électronique de puissance nécessaires à l'obtention du double sens de rotation du moteur du frein de stationnement électrique de l'état de l'art et ainsi de réduire le coût du dispositif. En outre, la sûreté de fonctionnement du frein de stationnement électrique est améliorée du fait de la diminution du nombre de composants à mettre en jeu

A cet effet, elle propose un dispositif de sécurité pour une pièce mobile en rotation dans les deux sens, appelés respectivement sens positif et sens négatif, comprenant : - des premiers moyens adaptés pour définir deux modes de rotation de la pièce, respectivement le mode positif et le mode négatif, dans lequel ladite pièce peut librement tourner, respectivement dans le sens positif et dans le sens négatif ; et - des seconds moyens adaptés pour bloquer la pièce en rotation dans le sens négatif lorsque ladite pièce, en mode de rotation positif, se met à tourner dans le sens négatif, lesdits seconds moyens étant en outre adaptés pour permettre la rotation de ladite pièce dans le mode de rotation négatif après une rotation prédéterminée de ladite pièce dans le sens positif depuis sa position de blocage.

io Avantageusement, le dispositif de sécurité comprend des troisièmes moyens adaptés pour permettre le passage de la pièce du mode de rotation négatif vers le mode de rotation positif par simple inversion du sens de rotation de ladite pièce.

15 Dans une réalisation particulière, le dispositif de sécurité comprend une première pièce solidaire en rotation de la pièce et une seconde pièce fixe disposée en vis-à-vis de ladite première pièce, et en ce qu'un réseau de rainures de guidage est ménagé sur l'une de la première et de la seconde pièces et au moins un organe est monté mobile sur l'autre de la première et 20 seconde pièces, ledit organe mobile comportant une extrémité saillante destinée à être engagée dans ledit réseau de rainures définissant au moins la position de blocage en rotation de la pièce.

Conformément à d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention : 25 - les premiers moyens comprennent deux rainures circulaires du réseau de rainures, lesdites rainures circulaires étant centrées sur l'axe de rotation de la pièce ; - les seconds moyens comprennent une rainure transverse de blocage reliant les deux rainures circulaires, et qui comporte deux branches : une première 30 branche dont la première extrémité est reliée à l'une des rainures circulaires et une seconde branche dont la première extrémité est reliée à l'autre des rainures circulaires et dont la seconde extrémité est reliée à la seconde extrémité de la première branche ; la position de blocage correspondant à l'intersection des deux dites branches, les deux dites branches formant un angle aigu à cette intersection ; - les troisièmes moyens comprennent une rainure transverse directe reliant directement les deux rainures circulaires et présentant la forme d'une portion de spirale ; - l'organe mobile est librement engagé dans un logement allongé radialement par rapport à l'axe de rotation de la pièce. i0 Selon une première variante de réalisation, le réseau de rainures comprend un nombre déterminé M de jeux de rainures, chaque jeu comprenant deux rainures circulaires centrées sur l'axe de rotation de la pièce et deux rainures transverses reliant les deux rainures circulaires du même jeu, l'une 15 des rainures transverses étant une rainure de blocage définissant la position de blocage en rotation de la pièce, et en ce que les rainures transverses de chaque jeu étant ménagées sur les mêmes sections angulaires que les rainures transverses du jeu précédent et/ou suivant.

20 Selon une autre seconde variante de réalisation, au moins un jeu de rainures comprenant deux rainures circulaires, comprend en outre un nombre déterminé N de couples de rainures transverses comprenant chacun une rainure transverse directe et une rainure transverse de blocage, chaque couple étant en outre disposé à 360/N degrés du précédent. 25 Dans un mode de réalisation particulier, le réseau de rainures comprend des moyens anti-retour disposés à des intersections entre les rainures, ces moyens autorisant le déplacement de l'organe mobile dans un sens et interdisant le déplacement dudit organe mobile dans le sens opposé. 30 Avantageusement, les moyens anti-retour sont des marches formées au fond des rainures, et en ce que l'organe mobile est sollicité au fond des rainures sous l'action d'un organe élastique.

L'invention se rapporte également à un frein de stationnement électrique 5 pour véhicule comportant : - un bâti ; - un motoréducteur électrique solidaire dudit bâti ; - un arbre entraîné en rotation par ledit motoréducteur ; - des moyens de conversion réversibles assurant la conversion du mouvement io de rotation dudit arbre en un mouvement linéaire et inversement ; - un câble entraîné par le dispositif de conversion en déplacement linéaire entre une position freins desserrés et une position freins serrés ; - des moyens de rappel qui agissent sur le câble pour un déplacement vers la position freins desserrés. Selon l'invention, le frein de stationnement électrique 15 comprend un dispositif de sécurité comme décrit ci avant pour l'arbre, le sens positif correspondant au sens de rotation de l'arbre conduisant au serrage des freins dudit véhicule.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention 20 apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, d'un exemple de mise en oeuvre non limitatif, faite en référence aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1, déjà décrite, montre un synoptique d'un frein électrique de l'état de l'art ; 25 - la figure 2a représente un premier mode de réalisation d'un frein électrique selon l'invention ; - la figure 2b montre une vue en perspective du frein électrique de la figure 2a ; - la figure 3a représente un second mode de réalisation d'un frein 30 électrique selon l'invention ; - la figure 3b montre une vue en perspective du frein électrique de la figure 3a ; - la figure 4 est une vue de face de la première pièce du dispositif de sécurité selon l'invention ; - la figure 5 est une vue de face de la seconde pièce du dispositif de sécurité selon l'invention ; - la figure 6a est une vue en coupe radiale des deux pièces du dispositif de sécurité selon l'axe A-A de la figure 4 ou 5 ; - la figure 6b est une vue en coupe radiale des deux pièces du dispositif io de sécurité selon l'axe B-B de la figure 4 ou 5 ; - la figure 6c est une vue en coupe radiale partielle selon l'axe C-C de la figure 4 ; - la figure 6d est une vue en coupe radiale partielle selon l'axe D-D de la figure 4 ; 15 - la figure 7a montre une développée de la rainure supérieure de la première pièce représentée en figure 4 ; - la figure 7b montre une développée de la rainure inférieure de la première pièce représentée en figure 4 ; - les figures 8a à 8h représentent la première pièce de la figure 4 dans 20 différentes positions angulaires ; - les figures 9a et 9b sont des vues de face d'une première variante de réalisation des première et seconde pièces du dispositif de sécurité ; - les figures 10a et 10b sont des vues de face d'une seconde variante de réalisation des première et seconde pièces du dispositif de sécurité ; 25 - la figure 11 est une vue en coupe radiale similaire à la figure 6a d'une troisième variante de réalisation des première et seconde pièces du dispositif de sécurité ; - les figures 12a à 12c montrent des graphiques des différentes séquences du fonctionnement du frein de stationnement électrique selon 30 l'invention.

La figure 2a représente un premier mode de réalisation d'un frein de stationnement électrique selon l'invention. Ce frein comporte un bâti 5 constitué d'un socle 50 et d'une partie fixe 51 montée sur ledit socle 50 sur lesquels sont montés des éléments mobiles du frein de stationnement électrique : - un motoréducteur électrique 10 solidaire du socle 50 par des supports 17 et 18, le motoréducteur 10 pouvant être alimenté par une source de courant électrique Al pour tourner dans un seul sens de rotation de serrage des freins ; io - un arbre 2 couplée mécaniquement par une première extrémité 21 au motoréducteur 10 pour être entraîné en rotation dans le sens produisant le serrage des freins (dans le sens anti-horaire sur la figure 2a). L'arbre 2 est ici une vis sans fin 80 qui sert de guide à un écrou mobile 81 pour transformer la rotation de la vis en un déplacement linéaire de l'écrou 81 15 le long de ladite vis 80. Du côté de sa seconde extrémité 22, la vis sans fin 80 se termine par un dispositif de sécurité 1 pour ladite vis sans fin 80.

L'écrou mobile 81 est solidaire d'un tire-câble de freins 13 tel que représenté en figure 1. Les organes de freinage tels que les câbles de frein et 20 les ressorts de rappel présents dans les étriers de frein exercent sur l'écrou mobile 81 par l'intermédiaire du tire-câble 13 une force F de résistance au mouvement de serrage des freins analogue à celle produite par un ressort.

Cette force de résistance peut être exprimée par la relation : 25 F=k.x où k est le coefficient de raideur du ressort et x la valeur du déplacement du tire-câble 13.

La conversion du mouvement de rotation de l'arbre de sortie 2 du motoréducteur électrique 10 en un mouvement linéaire peut également être 30 effectué par un mécanisme d'enroulage du tire-câble 13 autour dudit arbre de sortie 2.

Les figures 3a et 3b montrent un second mode de réalisation d'un frein de stationnement électrique, ledit frein étant équipé d'un dispositif de conversion du type enrouleur. Ce frein comporte un bâti 5 et un motoréducteur 10 comme décrit précédemment. L'arbre de sortie 2 du motoréducteur 10 est solidaire en rotation d'une pièce de fixation 82 du tire-câble 13. De la sorte, la rotation du motoréducteur 10 dans le sens produisant le serrage des freins entraîne l'enroulement du tire-câble 13 autour de l'arbre 2, conduisant au déplacement du tire-câble 13 dans un sens SF, dit de serrage des freins. Un déplacement du tire-câble 13, dans le sens opposé DF dit de desserrage des freins entraîne la rotation du motoréducteur 10 dans le sens contraire. Ce mécanisme convertit le mouvement de rotation du motoréducteur 10 en un mouvement linéaire normal à l'axe XX' de l'arbre 2 de sortie du motoréducteur.

De même que pour le premier mode de réalisation du frein de stationnement électrique, l'arbre 2 du second mode de réalisation du frein se termine par un dispositif de sécurité 1 pour l'arbre 2, à sa seconde extrémité 22 opposée au motoréducteur 10.

Le dispositif de sécurité 1 pour l'arbre 2 comporte : - un première pièce 3 coaxiale à l'axe XX' de l'arbre 2, et solidaire en rotation dudit arbre 2 ; - une seconde pièce 4 en regard de la première pièce et solidaire de la partie fixe 51 du bâti 5.

Comme représenté en figure 4, la première pièce 3 est une flasque en forme générale de disque solidaire de l'arbre 2, s'étendant perpendiculairement par rapport à l'axe XX' de l'arbre 2. Cette première pièce 3 comporte par ailleurs un réseau de rainures 6 de guidage ménagées sur sa face circulaire 30 opposée au motoréducteur 10. i0 Comme représenté en figure 5, la seconde pièce 4 est une flasque en forme générale de disque coaxiale à l'axe XX' de l'arbre 2, en regard de la première pièce 3. Les première 3 et seconde 4 pièces sont séparées par un espace de faible épaisseur. Un logement borgne 40 de forme générale s oblongue, allongé radialement par rapport à l'axe XX' de l'arbre 2, est ménagé ouvert sur la face circulaire 41 de la seconde pièce 4 en regard de la première pièce 3.

La seconde pièce 4 comprend également un organe mobile, ici un pion io 42, librement engagé dans le logement 40, d'orientation parallèle à l'axe XX' de l'arbre 2. Ce pion 42, de forme générale cylindrique, est guidé en translation radialement par rapport à l'axe XX' dans le logement 40 entre ses parois longitudinales, notamment au moyen d'un support de guidage 43.

15 Comme le montre la figure 6a, le support de guidage 43 est monté libre en translation parallèlement à l'axe XX' à l'intérieur du logement 40. Ce support 43 présente une face plane 430, perpendiculaire à l'axe XX', s'étendant sensiblement sur toute la longueur du logement 40 en regard de la première pièce 3, et sur laquelle le pion 42 vient en contact par une première extrémité 20 421. Un ressort 44 est interposé entre le support 43 et le fond du logement borgne 40.

La seconde extrémité 422 du pion 42 est engagé dans le réseau de rainures 6 de la première pièce 3 et est librement coulissante dans les 25 rainures. Elle est en outre sollicitée au fond des rainures par le ressort 44.

La suite de la description explique le fonctionnement du dispositif de sécurité 1 pour l'arbre 2. Le fonctionnement du frein de stationnement électrique est décrit ultérieurement. 30 2899547 Il L'arbre 2 peut tourner dans les deux sens, horaire et anti-horaire, autour de son axe XX'.

Le réseau de rainures 6 comprend deux rainures circulaires d'axe XX' : -une rainure supérieure 61 ménagée sur la périphérie de la face circulaire 30 de la première pièce 3 ; - une rainure inférieure 62 de diamètre inférieure à la rainure supérieure 61.

io Deux rainures transverses relient la rainure supérieure 61 à la rainure inférieure 62 : - une rainure directe 63 constituée d'une portion de spirale orientée dans le sens horaire et reliant directement les deux rainures circulaires ; 15 - une rainure de blocage 64 définissant une position de blocage V en rotation de l'arbre 2.

La rainure de blocage 64 comporte deux branches : - une première branche 641 en forme de portion de spirale orientée 20 dans le sens horaire et dont la première extrémité est reliée à la rainure supérieure 61 ; et -une seconde branche 642 en forme de portion de spirale orientée dans le sens anti-horaire et dont la première extrémité est reliée à la rainure inférieure 62 et la seconde extrémité est reliée à la seconde 25 extrémité de la première branche.

Dans le réseau de rainures 6, il existe donc des intersections entre les rainures circulaires 61, 62 et les rainures transverses 63, 64, ainsi qu'une intersection entre les deux branches 641, 642 de la rainure de blocage 64. 30 Comme représenté en figure 6a et 6b, les différentes rainures présentent des profondeurs différentes, que ce soit entre elles pour une même section radiale et que ce soit le long de la même rainure. Le réseau de rainures 6 comporte des moyens anti-retour 7 disposés aux intersections desdites rainures.

Ces moyens anti-retour 7 sont constitués par des marches 70 à 74 formées au fond des différentes rainures 61 à 64. Ces moyens permettent, aux intersections entre les différentes rainures, d'autoriser le déplacement du pion 42 dans un sens, et d'interdire le déplacement de ce pion 42 dans le sens opposé. Ainsi, sur les figures 8a à 8h, on indique par des "+" et des "-" les profondeurs respectives des différentes rainures aux intersections du réseau.

On notera qu'il existe dans le réseau 6 deux types d'intersection, à savoir des intersections à deux branches et des intersections à trois branches. Les intersections à deux branches correspondent à la position de blocage V. Aux intersections à trois branches, l'extrémité d'une rainure transverse 63, 64 rejoint une rainure circulaire 61, 62.

Sur les figures 8a à 8h, on a indiqué pour chacune des rainures se rencontrant à une intersection donnée un signe "+" ou un signe "-". Pour un côté de l'intersection, le signe "+" indique que la rainure correspondante est moins profonde de ce côté de l'intersection que du côté de l'intersection où est mentionné le signe "-". Pour deux rainures distinctes, le signe "+" indique que la rainure correspondante est moins profonde que celle où est mentionnée le signe "-". A l'opposé, le signe "-" indique que la rainure correspondante est plus profonde.

Il est ainsi créé une marche au fond du réseau de rainures 6, qui sépare les rainures marquées "+" des rainures marquées "-". La circulation du pion 42 est donc possible d'une rainure marquée "+" vers une rainure marquée "-", mais est impossible d'une rainure marquée "-" vers une rainure marquée "+".

Dans les intersections à trois branches suivantes, entre la rainure supérieure 61 et la rainure de blocage 64 et entre la rainure inférieure 62 et la rainure directe 63, on notera que : - deux portions de rainures sont marquées "-", une portion de rainure circulaire située d'un côté de l'intersection et la rainure transverse concernée ; et - l'autre portion de rainure circulaire, située de l'autre côté de ladite intersection, est marquée "+".

Le fond des rainures marquées "-" est au même niveau, de telle sorte qu'il est possible pour le pion 42 de se déplacer d'une rainure marquée "-" vers l'autre rainure marquée "-".

Dans la développée de la rainure supérieure 61 représentée en figure 7a, on note que la rainure supérieure 61 présente une marche 70 à son intersection F avec la rainure de blocage 64. Comme représenté en figure 6c, cette marche 70 correspond également à une différence identique de profondeur entre la rainure supérieure 61 et la rainure de blocage 64, à la même intersection F. De la sorte, le pion 42 est apte à parcourir la rainure supérieure 61 lorsque la première pièce 3 tourne dans le sens antihoraire, comme illustré par les flèches S1 de la figure 8a et s1 de la figure 7a. Ainsi, l'arbre 2 est libre de tourner dans ce sens quand le pion 42 est engagé dans la rainure supérieure 61.

Comme représenté en figure 8b, quand le pion 2 est engagé dans la rainure supérieure 61 et que la première pièce 3 tourne cette fois dans le sens horaire (illustré par la flèche S2), opposé au sens anti-horaire, le pion 42 ne peut que s'engager dans la première branche 641 de la rainure de blocage 64 du fait de la marche 70 existant à l'intersection F de ces deux rainures. La première branche 641 est conformée de sorte que la première pièce 3 continue de tourner dans le sens horaire, jusqu'à ce que le pion 42 atteigne la position de blocage V en rotation.

Cette position de blocage V correspond à l'intersection des deux branches 641, 642 de la rainure de blocage 64 ; les deux branches formant un angle aigu à cette intersection V. De la sorte, et comme représenté en figure 8c, le pion 42 est bloqué dans la position de blocage V, bloquant ainsi l'arbre 2 en rotation dans le sens horaire. Pour débloquer le dispositif 1, il suffit d'entraîner l'arbre 2, et donc la première pièce 3, en rotation dans le sens anti- horaire opposé.

Or à cette intersection V, la rainure de blocage 64 présente une marche 71, représentée en figure 8d, correspondant à une différence de profondeur entre les deux dites branches, la première branche 641 étant de moindre profondeur que la seconde branche 642. De la sorte, et comme représenté en figure 8d, le déblocage de l'arbre 2 s'effectue par une rotation de la première pièce 3 dans le sens anti-horaire, illustrée par la flèche S1, conduisant à l'engagement du pion 42 dans la seconde branche 642 du fait de la marche 71.

Sous l'action de la rotation de l'arbre 2 dans le sens anti-horaire, le pion 42 s'engage dans la rainure inférieure 62, de plus grande profondeur à son intersection G avec la rainure de blocage 64 ; une marche 72 étant ménagée à ladite intersection G.

Comme représenté en figure 8e et une fois le pion 42 engagé dans la rainure inférieure 62, la première pièce 3 est libre en rotation dans le sens horaire, illustré par la flèche S2 ; ledit pion 42 ne pouvant revenir dans la rainure de blocage 64.

Dans la développée de la rainure inférieure 62 représentée en figure 7b, on note que ladite rainure inférieure 62 présente une marche 73 à son intersection H avec la rainure transverse directe 63. De la sorte, le pion 42 est apte à parcourir la rainure inférieure 62 lorsque la première pièce 3 tourne dans le sens horaire, comme illustré par les flèches S2 de la figure 8e et s2 de la figure 7b. Ainsi, l'arbre 2 est libre de tourner dans ce sens quand le pion 42 est engagé dans la rainure inférieure 62.

Comme représenté en figures 8f, quand le pion 42 est engagé dans la rainure inférieure 62 et que la première pièce 3 tourne dans le sens antihoraire (illustré par la flèche Si), le pion 42 ne peut que s'engager dans la rainure directe 63 du fait de la marche 73 existant à l'intersection H de ces deux rainures. La rainure directe 63 est conformée de sorte que la première pièce 3 continue de tourner dans le sens anti-horaire, comme le montre la flèche S1 de la figure 8g, jusqu'à ce que le pion 42 atteigne la rainure supérieure 61.

Comme illustré en figure 8h, sous l'action de la rotation de l'arbre 2 dans le sens anti-horaire, le pion 42 s'engage dans la rainure supérieure 61, de plus grande profondeur à son intersection K avec la rainure directe 63 ; une marche 73 étant ménagée à ladite intersection K. Cette marche 73 interdit ainsi le retour du pion 42 dans la rainure directe 63, si la première pièce 3 tourne dans le sens horaire et que ledit pion 42 est engagé dans la rainure supérieure 61 entre les intersections K et F.

Ainsi, l'arbre 2 est toujours libre en rotation dans le sens anti-horaire et le dispositif de sécurité 1 pour l'arbre 2 permet un blocage dans le sens horaire quand le pion 42 est engagé dans la rainure supérieure 61 et une liberté de rotation dans le sens horaire quand le pion 42 est engagé dans la rainure inférieure 62.

Ainsi, le dispositif de sécurité 1, en considérant respectivement les sens anti-horaire et horaire de rotation comme respectivement des sens positif et négatif de rotation de l'arbre 2, comprend : - des premiers moyens adaptés pour définir deux modes de rotation de l'arbre 2, respectivement le mode positif et le mode négatif, dans lequel l'arbre 2 peut librement tourner, respectivement dans le sens positif et dans le sens négatif, opposé au sens positif ; ces premiers moyens étant formés des deux rainures circulaires, la rainure supérieure 61 définissant le mode de rotation positif de l'arbre 2 et la rainure inférieure 62 définissant le mode de rotation négatif de l'arbre 2. La forme les seconds moyens du dispositif de sécurité 1 ; - des seconds moyens adaptés pour bloquer l'arbre 2 en rotation dans le sens négatif lorsque ce dernier, en mode de rotation positif, se met à tourner dans le sens négatif ; ces seconds moyens étant en outre adaptés pour permettre la rotation de l'arbre 2 dans le mode négatif après une rotation prédéterminée dudit arbre 2 dans le sens positif depuis sa position de blocage ; ces seconds moyens étant formés de la rainure de blocage 64 ; - des troisièmes moyens adaptés pour permettre le passage de l'arbre 2 du mode négatif vers le mode positif de rotation par simple inversion du sens de rotation ; ces troisièmes moyensétant formés de la rainure directe 63.

Le fonctionnement du frein de stationnement électrique est décrit ci 25 avant.

Dans le cadre de l'invention, l'effort F appliqué par le tire-câble 13 sur l'arbre 2, via l'écrou mobile 81 ou la pièce de fixation 82, et donc le motoréducteur 10 doit être réversible ; autrement dit les moyens de conversion 30 8 sont réversibles. Ainsi, le motoréducteur 10 peut être entraîné en rotation du fait d'un déplacement linéaire du tire-câble 13. Dans le cas où l'arbre 2 est une vis sans fin, la réversibilité de la rotation de la vis sans fin 80 par l'action de l'écrou mobile 81 peut être obtenue par l'adaptation du pas de la vis sans fin.

Dans une première étape, le frein de stationnement, en position freins desserrés, est actionné pour passer en position freins serrés. Pour ce faire, le motoréducteur 10 est alimenté électriquement produisant la rotation de l'arbre 2 dans un sens produisant un déplacement du tirecâble 13 de la position freins desserrés, dite première position, vers la position freins serrés, dite seconde position. Comme représenté aux figures 2b et 3b, le sens de rotation io considéré est le sens anti-horaire illustré par la flèche S1.

L'arbre 2 est libre en rotation dans ce sens anti-horaire, le pion 42 du dispositif de sécurité 1 étant engagé dans la rainure supérieure 61 de la première pièce 3. Ce mouvement de rotation exerce une force de traction F sur 15 le tire-câble 13 produisant le serrage des freins. Lorsque la résistance exercée sur le câble de frein est suffisante, le tire-câble 13 ayant atteint la seconde position, l'alimentation du motoréducteur 10 est coupée.

L'effort F exercé par le tire-câble 13 sur l'arbre 2 tend à faire tourner 20 ledit arbre 2 dans le sens contraire de serrage (ici sens horaire) sur une portion angulaire déterminée, jusqu'à ce que le dispositif de sécurité 1 bloque ledit arbre 2 dans la position de blocage V, correspondant au blocage du pion 42 dans la rainure de blocage 64. Le frein est donc serré et bloqué dans cette position. 25 Le niveau de serrage suffisant des freins peut être fourni par des capteurs d'effort de serrage fournissant une information d'arrêt de l'alimentation Al du motoréducteur 10.

30 Dans une deuxième étape, le frein de stationnement, en position freins serrés, est actionné pour passer en position freins desserrés. Pour cela, le motoréducteur 10 est alimenté pendant un temps déterminé Td de sorte à entraîner l'arbre 2 en rotation dans le sens anti-horaire afin que le pion 42 passe de la position de blocage V à la rainure inférieure 62.

Une fois l'arbre 2 déverrouillé avec le pion 42 engagé dans la rainure inférieure 62, l'alimentation Al du motoréducteur est coupé et la force F exercée par le tire-câble 13 se traduit alors par une rotation dans le sens horaire de l'arbre 2 libérée, et la rotation du motoréducteur 10 entraîné par ledit arbre 2 dans ce sens, contraire à celui produisant le serrage des freins. i0 Lorsque le tire-câble 13 a atteint la première position, correspondant aux freins desserrés, le pion 42 est engagé dans la rainure inférieure 62 et un nouveau cycle de serrage des freins peut alors démarré.

15 Les figures 12a à 12c montrent des graphiques des différentes séquences du fonctionnement du frein de stationnement électrique selon l'invention.

Le graphique de la figure 12a montre la force F exercée par le tire-câble 20 13 sur l'arbre 2. Sur ce graphique, les pentes des variations des forces F dépendent des forces exercées par les ressorts des étriers des freins. Ces pentes sont positives pour le couple exercé par le motoréducteur 10 et négatives pour les efforts exercés par les câbles de freins et les ressorts des étriers. 25 On note que la force F est croissante pendant la phase de serrage des freins entre les temps t0, (début de serrage), et t1 (fin de serrage). La force est décroissante entre la coupure d'alimentation du motoréducteur 10 se produisant à l'instant t1 et le blocage effectif en rotation de l'arbre 2 à l'instant 30 t2 par le dispositif 1. 5 La force est maintenue sensiblement constante entre t2 et t3 (début du déblocage de l'arbre 2). L'alimentation du motoréducteur 10, entre t3 et t4=t3+Td, entraîne une croissance de la force F correspondant à une rotation de l'arbre 2 jusqu'au déblocage complet de l'arbre 2. Enfin, la force décroît rapidement pendant le desserrage des freins entre t4 et t5 (fin du desserrage des freins).

Le graphique de la figure 12b montre l'alimentation Al constante du 10 motoréducteur 10 pendant la phase de serrage de freins entre tO et t1 et pendant la phase de déblocage de l'arbre 2 entre t3 et t4. Le moteur n'est alimenté que pour tourner dans un seul sens pendant ces deux phases.

Enfin, le graphique de la figure 12c montre le sens de rotation du 15 motoréducteur 10 et donc de l'arbre 2 : - dans un sens S1, le motoréducteur étant alimenté, lors de la phase de serrage des freins entre tO et t1 et la phase de déblocage de l'arbre 2 entre t3 et t4 ; puis dans le sens contraire S2, le motoréducteur étant entraîné par le tire-20 câble, lors de la phase de blocage de l'arbre 2 par le dispositif 1 entre t1 et t2et de la phase de desserrage des freins entre t4 et t5.

Sous ces figures 12a à 12b sont également mentionnés les différentes phases : 25 - SE : phase de serrage des freins ; - VE : phase de blocage (ou verrouillage) de l'arbre 2 par le dispositif 1 ; - FS : phase freins serrés ; - DV : phase de déblocage (ou déverrouillage) de l'arbre 2 ; - DE : phase de desserrage des freins ; 30 - FD : phase freins desserrés.

Bien entendu l'exemple de mise en oeuvre évoqué ci-dessus ne présente aucun caractère limitatif et d'autres détails et améliorations peuvent être apportés au dispositif de sécurité 1 et au frein de stationnement selon l'invention, sans pour autant sortir du cadre de l'invention où d'autres pièces du dispositif 1 peuvent être réalisées.

En particulier, l'organe guidé peut avantageusement être une bille, à la place du pion 42, afin de bénéficier d'un meilleur rendement, une bille étant plus apte à coulisser dans des rainures. Dans ce cas, la profondeur des io rainures doit être adaptée, la rainure la plus profonde ne pouvant pas dépasser le diamètre de ladite bille.

De plus, le sens de rotation de l'arbre 2 correspondant au serrage des freins est ici considéré comme le sens horaire. Il va de soit que ce sens n'est 15 pas limitatif, le sens anti-horaire pour le serrage des freins pouvant être obtenu avec une première pièce 3 symétrique à celle de la figure 4 par rapport à un plan normal à l'axe XX' de ladite pièce.

On a également considéré que la première pièce 3 sur laquelle est 20 ménagé le réseau 6 de rainures est solidaire en rotation de l'arbre 2 et la seconde pièce 4 comportant le pion 42 est fixe, car lié à une partie fixe 51. On peut bien entendu inverser les deux pièces, la seconde pièce 4 pouvant être solidaire en rotation de l'arbre 2 et la première pièce 3 fixe. De la sorte, le pion 42 tourne autour de l'axe XX' de l'arbre 2 dans les rainures de la première 25 pièce 3, tout en coulissant dans le logement 40 de la seconde pièce 4.

Les première 3 et seconde 4 pièces peuvent également être traversées par l'arbre 2, dont la seconde extrémité 22 opposée au motoréducteur 10 est disposée dans un palier ménagé dans la partie fixe 51. La première pièce 3 30 peut être lié en rotation à l'arbre 2 par tout moyen connu.10 Le dispositif de sécurité 1 peut être disposé sur la première extrémité 21 de l'arbre 2. Dans ce cas, la seconde pièce 4 fixe peut être fixée sur le motoréducteur 10, avantageusement sur la paroi du motoréducteur 10 d'où émerge ledit arbre 2 ; la première pièce 3 étant disposée en regard de la seconde pièce 4 et traversée par l'arbre 2.

Enfin, il est possible de multiplier le nombre de rainures et de pion afin de réduire l'effort appliqué sur le pion 42 et d'augmenter les positions de blocage lors d'une rotation complète de l'arbre 2. Les figures 9a et 9b représentent une première variante de réalisation du dispositif de sécurité 1.

Comme représenté en figure 9a, le réseau de rainures 6 de la première 15 pièce 3 comprend : - deux rainures circulaires 61 et 62 de diamètres distincts ; - un premier couple de rainures transverses comportant une première rainure directe 63a et une première rainure de blocage 64a ; et -un second couple de rainures transverses comportant une seconde 20 rainure directe 63b et une seconde rainure de blocage 64b.

Les deux couples de rainures transverses sont identiques, le premier couple étant disposé à 180 degrés du second. Autrement dit, la première rainure directe 63a et la seconde rainure directe 63b sont symétriques par 25 rapport à l'axe XX' ; les deux rainures de blocage 64a et 64b étant disposées de la même sorte.

Comme représenté en figure 9b, la seconde pièce 4 comporte deux logements 40a et 40b symétriques par rapport à l'axe XX', autrement dit 30 disposés à 180 degrés l'un de l'autre. Dans chaque logement 40a, 40b est engagé librement un pion 42a, 42b.

De la sorte, l'arbre 2 est verrouillé en rotation quand les pions 42a, 42b sont disposés chacun à l'intersection des deux branches de chaque rainure de blocage 64a, 64b, définissant la position de blocage.

De façon générale, le réseau de rainures peut comprend deux rainures circulaires 61, 62 et N couples de rainures transverses, chaque couple étant disposé à 360 I N degrés du précédent. Cette orientation déterminée entre les couples de rainures transverses évite un blocage du dispositif de sécurité 1.

Les figures 10a et 10b représentent une seconde variante de réalisation du dispositif de sécurité 1.

Comme représenté en figure 10a, le réseau de rainures 6 de la première 15 pièce 3 comprend : - un premier jeu complet de rainures circulaires et transverses, comprenant une première rainure inférieure 62c, une première rainure supérieure 61c, une première rainure directe 63c et une première rainure de blocage 64c ; - un second jeu complet de rainures circulaires et transverses, comprenant 20 une seconde rainure inférieure 62d, une seconde rainure supérieure 61d, une seconde rainure directe 63d et une seconde rainure de blocage 64d.

La seconde rainure inférieure 62d présente un diamètre supérieure à celui de la première rainure supérieure, de sorte que ces deux rainures soient 25 espacés d'une distance déterminée. De plus, les rainures transverses sont ménagées respectivement sur les mêmes sections angulaires. Autrement dit, la première rainure directe 63c, respectivement de blocage 64c, est ménagée sur la même section angulaire que la seconde rainure directe 63d, respectivement de blocage 64d ; chaque section angulaire étant délimitée par les extrémités de 30 la première ou seconde rainure transverse. io Comme représenté en figure 10b, la seconde pièce 4 comporte deux logements 40c et 40d alignés sur le même rayon du disque, s'étendant radialement entre l'axe XX' et la périphérie dudit disque. Le premier logement s'étend entre le centre du disque et un point situé à une distance dudit centre sensiblement égal au diamètre maximal de la première rainure supérieure 61c. Le second logement 40d s'étend selon le même axe que le premier logement 40c, entre ledit premier logement 40c et la périphérie du disque. Dans chaque logement 40c, 40d est engagé librement un pion respectivement 42c et 42d. Les deux logements 40c et 40d sont conformés pour que le premier pion 42c lo circule uniquement dans le premier jeu complet et que le second pion 42d circule uniquement dans le second jeu complet.

De la sorte, l'arbre 2 est verrouillé en rotation quand les pions 42c, 42d sont alignés radialement, chacun dans la position de blocage définie par 15 l'intersection des deux branches de chaque rainure de blocage 64c, 64d.

De façon générale, le réseau de rainures 6 peut comprend M jeux complets de rainures comprenant deux rainures circulaires et deux rainures transverses, les deux rainures transverses reliant uniquement les deux rainures 20 circulaires du même jeu, et les rainures transverses de chaque jeu étant ménagées sur les mêmes sections angulaires que les rainures transverses du jeu précédent et/ou suivant.

La figure Il représente une troisième variante de réalisation du dispositif 25 de sécurité 1.

La première pièce 3 est une flasque en forme générale de disque solidaire de l'arbre 2, s'étendant perpendiculairement par rapport à l'axe XX' de l'arbre 2. Cette première pièce 3 comporte par ailleurs deux réseaux de 30 rainures de guidage ménagées sur respectivement la première face circulaire 30e, opposée au motoréducteur 10, et la seconde face circulaire 30f opposée à ladite première face 30e.

Le dispositif de sécurité 1 comprend deux pièces 4e, 4f portant chacune un pion 42e, 42f et disposées de part et d'autre de la première pièce 3 : une seconde pièce 4e en regard de la première face circulaire 30e et une troisième pièce 4f en regard de la seconde face circulaire 30f. Les seconde 4e et troisième 4f pièces comportent chacune un logement 40e, 40f, dans lequel est engagé librement le pion 42e, 42f apte à coopérer avec le réseau de rainures i0 en vis-à-vis.

Bien entendu, il est possible d'associer les trois variantes de réalisation décrites ci avant, afin d'augmenter le nombres de pions et de rainures. Par exemple, le dispositif 1 peut comporter deux réseaux de rainures ménagées sur 15 deux faces opposées de la première pièce 3, l'un et/ou l'autre des réseaux de rainures comportant M jeux complets de rainures comprenant deux rainures circulaires et N couples de rainures transverses : chacun des N couples de rainures transverses reliant uniquement les deux rainures circulaires du même jeu complet ; 20 chacun des N couples de rainures transverses étant disposé à 360 / N degrés du précédent ; et - les 2N rainures transverse d'un jeu complet étant ménagées sur les mêmes sections angulaires que les 2N rainures transverse du jeu précédent et/ou suivant.

Claims (5)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de sécurité (1) pour une pièce (2) mobile en rotation dans les deux sens, appelés respectivement sens positif et sens négatif, comprenant - des premiers moyens (61, 62) adaptés pour définir deux modes de rotation de la pièce (2), respectivement le mode positif et le mode négatif, dans lequel ladite pièce (2) peut librement tourner, respectivement dans le sens positif et dans le sens négatif ; et - des seconds moyens (64) adaptés pour bloquer la pièce (2) en rotation dans le sens négatif lorsque ladite pièce (2), en mode de rotation positif, se met à tourner dans le sens négatif, lesdits seconds moyens (64) étant en outre adaptés pour permettre la rotation de ladite pièce (2) dans le mode de rotation négatif après une rotation prédéterminée de ladite pièce (2) dans le sens positif depuis sa position de blocage (V).

2. Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des troisièmes moyens (63) adaptés pour permettre le passage de la pièce (2) du mode de rotation négatif vers le mode de rotation positif par simple inversion du sens de rotation de ladite pièce (2).

3. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend une première pièce (3) solidaire en rotation de la pièce (2) et une seconde pièce (4) fixe disposée en vis-à-vis de ladite première pièce (3), et en ce qu'un réseau de rainures (6) de guidage est ménagé sur l'une de la première (3) et de la seconde (4) pièces et au moins un organe (42) est monté mobile sur l'autre de la première (3) et seconde (4) pièces, ledit organe mobile (42) comportant une extrémité saillante (422) destinée à être engagée dans ledit réseau de rainures (6) définissant au moins la position de blocage (V) en rotation de la pièce (2).30

4. Dispositif (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que les premiers moyens comprennent deux rainures circulaires (61, 62) du réseau de rainures (6), lesdites rainures circulaires (61, 62) étant centrées sur l'axe de rotation (XX') de la pièce (2).

5. Dispositif (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que les seconds moyens comprennent une rainure transverse de blocage (64) reliant les deux rainures circulaires (61, 62), et qui comporte deux branches : -une première branche (641) dont la première extrémité est reliée à l'une des io rainures circulaires (61, 62) ; et - une seconde branche (642) dont la première extrémité est reliée à l'autre des rainures circulaires (61, 62) et dont la seconde extrémité est reliée à la seconde extrémité de la première branche (641) ; la position de blocage (V) correspondant à l'intersection des deux dites 15 branches (641, 642), les deux dites branches (641, 642) formant un angle aigu à cette intersection (V). 8. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 3 et 4 en dépendance avec la revendication 2, caractérisé en ce que les troisièmes 20 moyens comprennent une rainure transverse directe (63) reliant directement les deux rainures circulaires (61, 62) et présentant la forme d'une portion de spirale. 9. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 3 et 6, caractérisé 25 en ce que l'organe mobile (42) est librement engagé dans un logement (40) allongé radialement par rapport à l'axe de rotation (XX') de la pièce (2). 10. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que le réseau de rainures (6) comprend un nombre déterminé M de jeux 30 de rainures, chaque jeu comprenant deux rainures circulaires (61, 62) centrées sur l'axe de rotation (XX') de la pièce (2) et deux rainures transverses (63, 64)reliant les deux rainures circulaires (61, 62) du même jeu, l'une (64) des rainures transverses étant une rainure de blocage définissant la position de blocage (V) en rotation de la pièce (2), et en ce que les rainures transverses (63, 64) de chaque jeu étant ménagées sur les mêmes sections angulaires que les rainures transverses du jeu précédent et/ou suivant. 9. Dispositif (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que au moins un jeu de rainures comprenant deux rainures circulaires (61, 62), comprend en outre un nombre déterminé N de couples de rainures transverses (63, 64) io comprenant chacun une rainure transverse directe (63) et une rainure transverse de blocage (64), chaque couple étant en outre disposé à 360/N degrés du précédent. 10. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisé 15 en ce que le réseau de rainures (6) comprend des moyens anti-retour (7) disposés à des intersections entre les rainures, ces moyens autorisant le déplacement de l'organe mobile (42) dans un sens et interdisant le déplacement dudit organe mobile (42) dans le sens opposé. 20 11. Dispositif (1) selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens anti-retour (7) sont des marches (70, 71, 72, 73, 74) formées au fond des rainures, et en ce que l'organe mobile (42) est sollicité au fond des rainures (61, 62, 63, 64) sous l'action d'un organe élastique (44). 25 12. Frein de stationnement électrique pour véhicule comportant : - un bâti (5) ; - un motoréducteur électrique (10) solidaire dudit bâti (5) ; - un arbre (2) entraîné en rotation par ledit motoréducteur (10) ; - des moyens de conversion (8) réversibles assurant la conversion du 30 mouvement de rotation dudit arbre (2) en un mouvement linéaire et inversement ;- un câble entraîné par le dispositif de conversion (8) en déplacement linéaire entre une position freins desserrés et une position freins serrés ; - des moyens de rappel qui agissent sur le câble pour un déplacement vers la position freins desserrés, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de sécurité (1) de l'arbre (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, le sens positif correspondant au sens de rotation de l'arbre (2) conduisant au serrage des freins dudit véhicule.