COMMANDE DE FREIN DE STATIONNEMENT MANUEL DE VEHICULE AUTOMOBILE.
La présente invention concerne une commande de frein 5 de stationnement manuel de véhicule automobile. Le frein de stationnement manuel d'un véhicule automobile, ou frein de « parking », plus communément appelé « frein à main », garantit l'immobilisation du véhicule à l'arrêt par l'action d'un levier. C'est le type de frein le 10 plus courant. On actionne un levier central ou une pédale pour serrer/desserrer des câbles de frein qui utilisent le système de freins des roues arrière, qui sont des freins à tambours ou à des freins à disque. Le frein de stationnement manuel se commande, le plus 15 souvent, en actionnant la poignée d'un levier disposée généralement entre les sièges avant du véhicule. On a déjà cherché à réduire la longueur du levier portant la poignée, par conséquent à réduire le débattement de la poignée et accroître, ainsi, le confort de 20 l'utilisateur. A titre d'exemple, le document EP 0 250 185 décrit un système de frein à main de véhicule, qui comprend, d'une part, un levier actionnable manuellement selon un déplacement angulaire entre une position de repos et une 25 position de fonctionnement pour appliquer une tension sur un câble de frein et, d'autre part, un dispositif de verrouillage permettant de bloquer et débloquer l'engagement entre la levier et des moyens de fixation du câble de frein. Le dispositif comprend un organe de forme allongée, qui 30 forme une crémaillère, et un organe déplaçable angulairement, qui définit un premier doigt d'encliquetage pouvant être engagé ou désengagé de la crémaillère. De plus, le système de frein comprend, d'une part, un moyen de type arrêtoir, qui comprend un second doigt d'encliquetage qui 35 vient s'engager avec la crémaillère pour maintenir le câble de frein en position de tension et, d'autre part, un moyen de déverrouillage pour désengager ce moyen de type arrêtoir et libérer le câble de frein. Le dispositif est engagé lorsque le levier se déplace vers la position de fonctionnement et désengagé lorsque le levier se déplace vers la position de repos, le moyen de type arrêtoir maintenant le câble de frein quelque soit la position angulaire du levier. Le but de la présente invention est de fournir une commande de frein de stationnement manuel, dans laquelle la traction nécessaire au freinage du câble de frein est obtenue avec un déplacement moindre de la poignée du levier de frein. Un autre but de la présente invention est de fournir une telle commande de frein, qui soit de conception et de réalisation simple, qui soit robuste, fiable et économique.
Pour parvenir à ces buts, la présente invention a pour objet une commande de frein de stationnement manuel de véhicule, en particulier de véhicule automobile, qui comprend, d'une part, un levier de frein avec une extrémité formant poignée apte à être déplacé angulairement entre une position de repos et une position de fonctionnement dans laquelle un câble de frein est sous tension pour immobiliser au moins une roue du véhicule et, d'autre part, un mécanisme de commande de frein qui transforme le mouvement angulaire du levier de frein en traction sur le câble de frein. Dans cette commande de frein nouvelle, le mécanisme de commande comporte au moins un ensemble formé par une crémaillère de translation, fixe, une roue dentée liée rigidement au levier de frein et venant rouler sur ladite crémaillère de translation sous l'action du déplacement angulaire dudit levier de frein, et des moyens de guidage fixes pour guider le déplacement de l'axe central de la roue dentée au cours du « roulement » de cette dernière sur la crémaillère de translation, lequel déplacement de l'axe central de la roue dentée a pour effet de tirer sur le câble de frein lié en translation à ladite roue dentée. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, le mécanisme de frein comporte une seule crémaillère de translation et une seule roue dentée, et le levier de frein se déplace angulairement par rotation autour d'un axe d'articulation. Cet axe d'articulation est situé à l'extrémité du levier de frein opposée à la poignée et est confondu avec l'axe central de la roue dentée, le câble de frein étant lui-même fixé à cette extrémité du levier de frein opposée à la poignée. La crémaillère de translation et les moyens de guidage sont, de préférence, portés par un support fixe. Ces moyens de guidage sont constitués par au moins une rainure de guidage rectiligne du support destinée à guider en translation l'axe central de la roue dentée. Ce support fixe présente avantageusement la forme générale d'un profilé de section sensiblement en « U » inversé, la crémaillère de translation étant fixée rigidement sur la face interne de la partie centrale du support et la rainure de guidage au moins étant réalisée dans une au moins des deux parties latérales ou « branches » dudit support en « U » inversé.
De préférence, le câble de frein est fixé sur l'axe central de la roue dentée par l'intermédiaire d'une extrémité dudit câble en forme d'étrier. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le mécanisme de frein est constitué, d'une part, de deux roues dentées coaxiales, qui sont situées symétriquement de part et d'autre du plan de déplacement angulaire du levier de frein et qui sont liées rigidement audit levier. Chaque roue dentée vient « rouler » sur une crémaillère de translation, fixe, sous l'action du déplacement angulaire du levier de frein. Le mécanisme comporte aussi des moyens de guidage fixes pour guider le déplacement de l'axe central des deux roues dentées au cours du « roulement » de ces dernières sur leur crémaillère de translation respective. Le câble de frein est fixé à l'extrémité du levier de frein opposée à la poignée. Dans cet autre mode de réalisation, les crémaillères de translation et les moyens de guidage peuvent aussi être portés par un support fixe, de forme générale semblable au support fixe du mode de réalisation précédent, avec deux rainures de guidage réalisées dans l'une et l'autre des deux parties latérales ou branches du support en forme de « U » inversé. Dans cet autre mode de réalisation également, le levier de frein présente, de préférence, la forme générale d'un « U », et le câble de frein est fixé sur une entretoise, qui relie les deux branches du « U » et est située à l'extrémité libre des deux branches. Quelque soit le mode de réalisation de l'invention, il peut être avantageusement prévu une crémaillère de verrouillage pour verrouiller en position le levier de frein. Cette crémaillère est fixée rigidement sur le levier de frein et elle s'étend du levier de frein vers le haut selon un profil sensiblement curviligne adapté pour verrouiller le levier de frein en position. La présente invention a aussi pour objet un véhicule, en particulier un véhicule automobile, qui comporte un frein de stationnement manuel à commande à levier conforme à la commande de frein décrite ci-dessus dans ses grandes lignes. D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit de deux modes de réalisation de l'invention, non limitatifs de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagnée de dessins dans lesquels : - les figures 1 et 2 sont des schémas illustrant le principe mécanique d'une commande de frein de stationnement manuel connue de l'art antérieur, le levier de frein étant en position de repos (figure 1) et en position de fonctionnement (figure 2), respectivement, - les figures 3 et 4 sont des schémas illustrant le principe mécanique d'une commande de frein de stationnement manuel selon la présente invention, le levier de frein étant en position de repos (figure 3) et en position de fonctionnement (figure 4), respectivement, - les figures 5 et 6 sont des schémas illustrant le principe mécanique d'une variante de la commande de frein selon l'invention, le levier de frein étant en position de repos (figure 5) et en position de fonctionnement (figure 6), respectivement, - la figure 7 est un graphe illustrant le trajet de la poignée du levier de frein et du centre de liaison entre le câble et le levier de frein, dans les commandes de frein de l'art antérieur et des deux exemples de réalisation de l'invention, - la figure 8 représente, de manière schématique, le mécanisme de commande de frein de stationnement manuel de l'invention, - la figure 9 représente, de manière schématique, les 15 organes internes du mécanisme de commande de frein de la figure 8, - la figure 10 représente, de manière schématique, un premier mode de réalisation de la présente invention, et - la figure 11 représente, de manière schématique, une 20 variante de réalisation de la présente invention. En référence au dessin de la figure 1, on a représenté, de manière très schématiquement, le principe mécanique d'une commande de frein de stationnement manuel connue de l'art antérieur. Le levier de frein, de référence 25 générale 10 est en position de repos. Ce levier 10 est articulé en 12 et est relié, à son extrémité 13, à un câble de frein 5. En exerçant un effort illustré par la flèche « D » sur la poignée 11 du levier 10, ce dernier se déplace angulairement, comme illustré par la flèche « f » de la 30 figure 2. Le déplacement angulaire du levier 10 entraîne la traction du câble de frein 5 exprimée par la longueur de sortie de câble L > Lo. Selon l'objectif principal de la présente invention, le débattement de la poignée peut être moins ample avec une 35 commande de frein différente, dont le principe mécanique est représenté très schématiquement sur le dessin de la figure 3. Le levier de frein 20 est lié rigidement à une roue dentée 23, qui est destinée à « rouler » sur une crémaillère de translation 22, fixe. En exerçant un effort illustré par la flèche « D » sur la poignée 21 du levier 20, ce dernier se déplace angulairement, comme illustré par la flèche « f » de la figure 4. Le déplacement angulaire du levier 20 entraîne la traction du câble de frein 5 fixé à l'axe central 24 de la roue dentée 23, la rotation de la poignée 21 faisant « rouler » la roue dentée 23 sur la crémaillère fixe 22. Cette traction du câble de frein 5 est exprimée par la longueur de sortie de câble LI > Lo. Avec ce principe de commande de frein selon l'invention, le mouvement de rotation de la poignée 21 est mieux utilisé : un déplacement moindre de la poignée 21 entraîne une traction au moins aussi importante du câble de frein 5, et, de plus, cette traction s'exerce selon la direction longitudinale du câble 5. Selon une variante du principe de fonctionnement de l'invention exposé ci-dessus, illustrée sur les schémas des figures 5 et 6, le centre de liaison 124 du câble de frein 5 avec le levier 120 n'est plus confondu avec l'axe central de la roue dentée 123. Comme dans le mode de réalisation précédent, le levier de frein 120 est lié rigidement à la roue dentée 123, qui est destinée à « rouler » sur une crémaillère de translation 122, fixe. En exerçant un effort illustré par la flèche « D » (figure 5) sur la poignée 121 du levier 120, ce dernier se déplace angulairement, comme illustré par la flèche « f » de la figure 6. Le déplacement angulaire du levier 120 entraîne la traction du câble de frein 5, la rotation de la poignée 121 faisant « rouler » la roue dentée 123 sur la crémaillère fixe 122. Cette traction du câble de frein 5 est exprimée par la longueur de sortie de câble Lv > Lo. Comme dans l'exemple décrit précédemment, le mouvement de rotation de la poignée 121 est mieux utilisé, mais dans cette variante la traction sur le câble de frein 5 ne s'exerce pas selon la direction longitudinale du câble 5.
On a représenté, sur le graphe de la figure 7, la cinématique des commandes de frein dont les principes ont été exposés ci-dessus. La courbe Co est représentative du trajet de la poignée 11 et Ao du trajet du centre de liaison 13 entre le câble de frein 5 et le levier de frein 10, dans la commande de frein selon l'art antérieur des figures 1 et 2. La courbe C2 est représentative du trajet de la poignée 21 et A2 du trajet du centre de liaison 24 entre le câble de frein 5 et le levier de frein 20, dans la commande de frein selon l'invention des figures 3 et 4. La courbe Cl est représentative du trajet de la poignée 121 et Al du trajet du centre de liaison 124 entre le câble de frein 5 et le levier de frein 120, dans la commande de frein selon la variante de l'invention des figures 5 et 6. Comme le montre ce graphe, le débattement de la poignée est minimal avec la commande de frein fonctionnant selon le principe de l'invention représenté sur les figures 3 et 4. Ce débattement minimal est illustré par la distance « d2 », inférieure à « do » (poignée de la commande selon l'art antérieur) pour une traction maximale du câble (longueur de A2 selon l'axe X des abscisses), supérieure à la longueur de la traction Ao selon la commande de l'art antérieur. On notera que, dans la commande de frein selon l'invention des figures 3 et 4, la traction du câble représentée par A2 est maximale et exercée selon la direction longitudinale du câble, par conséquent selon l'axe X des abscisses du graphe. Comme le montre la courbe Cl et le trajet Al du graphe, la solution illustrée sur les figures 5 et 6, qui est une variante de l'invention, présente des résultats intermédiaires situés entre la solution de l'invention des figures 3 et 4 et la solution connue de l'art antérieur. En référence aux dessins des figures 8, 9 et 10, on a représenté, de manière schématique, le mécanisme de commande de frein de stationnement manuel de l'invention, qui répond au principe de fonctionnement des figures 3 et 4. Le mécanisme transforme le mouvement angulaire du levier 20 en traction sur le câble de frein 5. Il comporte une crémaillère de translation 22, fixe, une roue dentée 23 liée rigidement au levier de frein 20 et venant « rouler » sur la crémaillère de translation 22 sous l'action du déplacement angulaire du levier de frein 20. Le mécanisme comporte, de plus, des moyens de guidage fixes pour guider le déplacement de l'axe central 24 de la roue dentée 23 au cours du « roulement » de cette dernière sur la crémaillère de translation 22, et c'est ce déplacement de l'axe central 24 de la roue dentée 23 qui a pour effet de tirer sur le câble de frein 5 lié en translation à ladite roue dentée 23. Le levier de frein 20 se déplace angulairement par rotation autour d'un axe d'articulation, qui est situé à l'extrémité dudit levier de frein 20 opposée à la poignée 21 et qui est confondu avec l'axe central 24 de la roue dentée 23. La crémaillère de translation 22 et les moyens de guidage sont portés par un support fixe 26. Le support 26 présente la forme générale d'un profilé de section sensiblement en « U » inversé. La crémaillère de translation 22 est fixée rigidement sur la face interne de la partie centrale 26B du support 26 et il est prévu au moins une rainure de guidage 27 dans une des deux parties latérales 26A ou 26C du support 26, laquelle rainure est destinée à guider en translation l'axe central 24 de la roue dentée 23. Comme mieux représenté sur le dessin de la figure 10, le levier de frein 20 présente la forme générale d'un « U », et l'axe central 24 de la roue dentée 23 est monté à l'extrémité libre des desdites deux branches 20A et 20B du levier en « U » (figure 10). De plus, comme mieux montré également sur le dessin de la figure 10, le câble de frein 5 est fixé sur l'axe central 24 de la roue dentée 23 par l'intermédiaire d'une extrémité du câble 5 en forme d'étrier 29. Une crémaillère de verrouillage 25 permet le verrouillage en position du levier de frein 20. Cette crémaillère de verrouillage 25 est fixée rigidement sur le levier de frein 20 et s'étend du levier de frein 20 vers le haut selon un profil sensiblement curviligne adapté pour verrouiller le levier de frein 20.
En référence au dessin de la figure 11, on a représenté, de manière schématique, le mécanisme de commande de frein de stationnement manuel selon la variante de l'invention qui répond au principe de fonctionnement déjà exposé des figures 5 et 6. Le mécanisme de frein est constitué, d'une part, de deux roues dentées 123A et 123B, coaxiales, qui sont situées symétriquement de part et d'autre du plan de déplacement angulaire du levier de frein 120 et qui sont liées rigidement au levier de frein 120. Chaque roue dentée 123A, 123B, vient « rouler » sur une crémaillère de translation 122A, respectivement 122B, fixe, sous l'action du déplacement angulaire de la poignée 121 du levier de frein 120. Des moyens de guidage fixes sont prévus pour guider le déplacement de l'axe central 124 des deux roues dentées 123A et 123B au cours du « roulement » de ces dernières sur leur crémaillère de translation 122A et 122B respective, le câble de frein 5 étant lui-même fixé à l'extrémité du levier de frein 120 qui est opposée à la poignée 121. Les crémaillères de translation 122A, 122B et les moyens de guidage peuvent être, comma dans le mode de réalisation précédent des figures 8 à 10, portés par un support fixe (non représenté) en forme générale de « U » inversé. De façon analogue, le levier de frein 120 présente la forme générale d'un « U », et le câble de frein 5 est fixé sur une entretoise 130 reliant les deux branches 120A et 120B du « U », située à l'extrémité libre desdites branches. De façon analogue également, une crémaillère de verrouillage 125 permet le verrouillage en position du levier de frein 120. Cette crémaillère de verrouillage 125 est fixée rigidement sur le levier de frein 120 et s'étend du levier de frein 120 vers le haut selon un profil sensiblement curviligne adapté pour verrouiller le levier de frein 120. La commande de frein de stationnement manuel de véhicule automobile décrite ci-dessus dans deux modes de réalisation différents présente de nombreux avantages, parmi lesquels les avantages suivants : - elle permet une meilleure utilisation cinématique du mouvement de la poignée du levier de frein dans l'espace, c'est-à-dire un meilleur rapport entre le débattement de la poignée et la traction sur le câble de frein, elle permet une utilisation plus confortable du frein de stationnement manuel, elle est de conception mécanique simple, elle est fiable et économique.
Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés ci-dessus à titre d'exemples ; d'autres modes de réalisation peuvent être conçus par l'homme de métier sans sortir du cadre et de la portée de la présente invention.