FR2984265A1 - Frein a disque a fonction combinee de frein de service et de frein de stationnement a alimentation hydraulique - Google Patents

Abstract

Dispositif de frein de stationnement (60) ayant un actionneur hydraulique (70) avec une chambre hydraulique (71) et un actionneur mécanique (80) avec une chambre mécanique (81) ainsi qu'un organe de transmission (90) traversant la chambre hydraulique (71) et la chambre mécanique (81) pour agir sur le piston de frein (20). L'organe de transmission (90) porte un piston amplificateur (91) et une vis (92) reliée à un écrou (95) à denture périphérique (96) pour coopérer par une transmission avec un moteur électrique (98). La chambre hydraulique (71) et la chambre mécanique (81) sont séparées par une paroi d'appui (61) neutralisant la poussée hydraulique générée par le piston amplificateur pendant le fonctionnement du frein de service.

Description

Domaine de l'invention La présente invention concerne un frein à disque électro- hydraulique à fonctions de frein de service et de frein de stationnement comprenant : - un étrier portant un patin fixe et un piston de frein portant un pa- tin mobile, - le piston de frein étant actionné par le liquide de frein sous pres- sion pour le mode de frein de service et par le dispositif de frein de stationnement pour le mode de frein de stationnement par l'intermédiaire d'un compensateur d'usure. Etat de la technique Un tel frein est connu, notamment dans le document FR 2 875 875, et sera décrit ci-après à l'aide de la figures 5 montrant un frein à disque composé d'un étrier 100 recevant un piston de frein 101 pour pousser sur l'une des plaquettes de frein, l'autre plaquette étant portée par l'étrier de façon à pincer le disque de frein et le freiner en mode de frein de service, ou en mode de frein de stationnement. Le piston de frein 101 est logé dans une chambre 104 recevant le liquide hydraulique sous pression fourni par le servofrein pour une action de freinage de service. Le frein est équipé d'un moteur électrique 105 commandant le piston de frein 101 pour le frein de stationnement. Le moteur électrique 105 est relié par une transmission 106 à un pignon 107 portant une broche 108 coopérant par une liaison vis/écrou avec un piston auxiliaire 109. Un ressort 110 est appuyé entre l'étrier 100 et le piston auxiliaire 109 pour le pousser dans le sens de serrage du frein. La chambre 104 comporte une installation pour compenser l'usure de la garniture. La broche 108 est entraînée en rotation dans les deux sens par le moteur électrique 105. L'installation pour compenser l'usure de la garniture de frein comprend une seconde broche 101B et un écrou 102B relié au piston de frein 101 ainsi qu'un ressort 103. L'extrémité de la seconde broche 102A tournée vers le piston auxiliaire 109 sert de butée à la bro- che 102A.

Le fonctionnement de cette installation pour le freinage de stationnement est le suivant : dans une première étape, le moyen d'entraînement 105 déplace la première broche 108 en direction du piston de frein 101. La broche 108 avance jusqu'à toucher la seconde bro- che 101B servant de butée. Le couple engendré par la broche 108 ne peut déplacer la seconde broche 101B ou le piston de frein 101A. Ensuite du liquide sous pression alimente la chambre 104 pour déplacer le piston 101 et le piston auxiliaire 109 dans des directions opposées. Le piston de frein 101 met ainsi la garniture de frein en contact avec le disque pour le frein de stationnement. Le piston auxiliaire 109 est dé- placé dans la direction opposée à celle du piston de frein 101 avec la première broche 108 et il comprime ainsi le ressort 110. Le piston auxiliaire 109 se déplace jusqu'à ce qu'il rencontre la butée non représentée dans le boîtier 100. Dans cette position, la tête de la première broche 108 est écartée du fond du boîtier 100. Pour verrouiller mécaniquement le blocage en stationnement de l'installation de frein, on actionne une nouvelle fois le moyen d'entraînement 105 de la première broche 108 pour la déplacer en direction du piston de frein 101 jusqu'à ce qu'elle rencontre la seconde broche 101A de l'installation de compensation d'usure. Le frein de sta- tionnement est alors mécaniquement verrouillé, ce qui permet de supprimer la pression hydraulique dans la chambre 104. L'installation pour compenser l'usure de la garniture se règle automatiquement en fonction de cette usure pendant le fonction- nement du frein. La vis de commande 108 ou du moins le pignon à denture droite 107 qui porte la vis est libre en translation suivant l'axe du frein, dans sa liaison avec le pignon 106a en amont dans la transmission 106 pour permettre à la vis 108 de se déplacer en translation lors- qu'elle se visse dans l'écrou du piston auxiliaire 109. Le frein électrique de stationnement connu fonctionne de la manière suivante : pour le serrage du frein, le circuit de commande alimente le moteur 105 de la transmission qui entraîne la vis de commande 108. Celle-ci se visse dans l'écrou du piston auxiliaire 109 en avançant dans celui-ci, le piston auxiliaire étant maintenu immobile par le ressort de retenue 110. Lorsque l'extrémité de la vis de commande 108 arrive contre le piston de frein 101, elle le pousse pour appliquer le patin de frein 102 qu'il porte contre le disque 103 (et réciproquement, l'autre patin porté par l'étrier contre l'autre face du disque). Cette pous- sée se traduit par une réaction exercée dans la direction opposée sur la vis qui transmet cette réaction au piston auxiliaire 109. On suppose que le piston de frein 101 alors en appui contre le disque 103 n'avance plus de sorte que le vissage de la vis 108 dans l'écrou du piston auxiliaire 109 provoque le recul du piston auxi- haire c'est-à-dire la compression du ressort de retenue 110. Le vissage se poursuit jusqu'à ce que soit atteint l'effort de freinage qu'il faut appliquer pour serrer le frein de stationnement. A ce moment, l'alimentation du moteur est coupée et l'ensemble est bloqué dans cette position.

Comme la vis de commande 108 est libre en translation par rapport à la transmission, les efforts exercés pour le serrage du disque pour le frein de stationnement correspondent aux efforts de compression du ressort de retenue 110. La libération du frein de stationnement se fait dans l'ordre inverse des opérations : lorsque le bouton de frein de stationne- ment est actionné pour desserrer le frein, le moteur 105 est alimenté de façon à tourner en sens inverse, dévisser la vis 108 dans l'écrou 109 et décomprimer le piston auxiliaire jusqu'à ce que celui-ci soit en appui dans son logement dans l'étrier et que le piston de frein ne soit plus poussé, pour lui permettre d'être rappelé par le ressort de rappel dans sa position de repos hors contact du disque de frein. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un frein à disque électro-hydraulique à fonction de frein de service et de frein de stationnement permettant une réalisation plus simple et plus économi- que du frein dont la fonction de frein de stationnement est assurée par un moteur électrique, en simplifiant la fabrication et les nécessités de réglage du frein, en particulier pour la poussée à exercer pour le mode de frein de stationnement.

Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un frein à disque du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que le dispositif de frein de station- nement comprend un actionneur hydraulique avec une chambre hy- draulique auxiliaire et un actionneur mécanique avec une chambre mécanique ainsi qu'un organe de transmission traversant la chambre hydraulique et la chambre mécanique pour agir sur le piston de frein, - l'organe de transmission étant relié au piston de frein, et portant un piston amplificateur dans la chambre hydraulique auxiliaire, - l'organe de transmission ayant une extrémité avec une vis dans la chambre mécanique, cette vis reliée par une liaison de vis à un écrou ayant une denture périphérique pour coopérer par une liaison écrou/vis avec une vis hélicoïdale d'une transmission entraînée par le moteur électrique, - la chambre hydraulique auxiliaire et la chambre mécanique étant séparées par une paroi d'appui appartenant à l'étrier, - la chambre hydraulique auxiliaire étant reliée au circuit hydraulique de la chambre principale pour pousser le piston amplificateur dans le même sens que le piston de frein, - l'écrou et le piston amplificateur étant serrés par le mouvement de la vis contre les deux faces opposées de la paroi d'appui avant l'actionnement hydraulique du frein de service pour neutraliser la poussée hydraulique pendant le fonctionnement du frein de service, - cette liaison de serrage étant ouverte avant l'actionnement du frein de stationnement, par vissage inverse de l'écrou, libérant le piston amplificateur pour que celui-ci ajoute sa poussée hydraulique à celle du piston de frein pour le serrage du disque en mode de frein de stationnement, - l'écrou étant appliqué contre le fond de la chambre mécanique à la fin de la mise en pression pour verrouiller mécaniquement l'organe de transmission et le piston de frein avant que la pression hydraulique ne soit coupée. Le frein électro-hydraulique selon l'invention, qui appli- que la force de serrage du frein de stationnement par un moyen hydrau- ligue et seulement le blocage en position serrée par des moyens méca- niques, permet de réduire globalement la complexité de la fabrication et le coût du frein en utilisant un moteur électrique de puissance réduite puisque le moteur n'assure pas le serrage du frein mais seulement son blocage. L'alimentation hydraulique est simplifiée puisque la chambre hydraulique auxiliaire est alimentée de manière dérivée en liquide hydraulique sous pression en même temps que le piston de frein mais la poussée hydraulique générée par le piston auxiliaire est absorbée ou neutralisée par la paroi d'appui de sorte que le frein de service fonc- tionne aussi normalement que les autres freins à disque à fonction de frein de service sans fonction de frein de stationnement. L'invention permet également de réduire la pression du liquide de frein nécessaire à l'actionnement du frein de stationnement grâce au piston amplificateur dont l'effort développé par la pression hydraulique s'ajoute à l'effort exercé par la pression hydraulique sur le piston de frein. En outre, le faible volume de liquide de frein utilisé au serrage ne perturbe pas le fonctionnement du circuit de frein. Enfin, comme le serrage se fait uniquement de manière hydraulique, on évite toutes les difficultés de réglage des ressorts de frein constitués par des ressorts Belleville comme dans les réalisations connues. Suivant une caractéristique avantageuse, la chambre hy- draulique principale est réalisée dans l'étrier par une chambre à paroi cylindrique fermée par un fond muni d'un alésage traversé de manière étanche par l'organe de transmission. Suivant une autre caractéristique avantageuse, l'arrière de l'étrier forme une cavité à paroi cylindrique, axée sur l'axe du frein, cavité délimitée par la paroi de l'étrier et par la paroi d'appui de façon à recevoir le piston amplificateur porté par l'organe de transmission, ce- lui-ci traversant également de manière étanche l'alésage de la paroi d'appui, et la partie avant de cette cavité reçoit le ressort de rappel du piston amplificateur, la partie de la cavité entre le piston amplificateur et la paroi d'appui constituant la chambre hydraulique auxiliaire agissant sur le piston amplificateur.

Ces formes de réalisation simplifient la fabrication du frein à disque et surtout son assemblage. Suivant une caractéristique avantageuse, la chambre mécanique est formée par le fond en forme de couvercle avec un bord appliqué contre la face de la paroi d'appui à l'opposé de celle délimitant la chambre hydraulique auxiliaire. En particulier le fond comporte un palier tournant dans l'axe du frein pour recevoir l'extrémité arrière de l'organe de transmission. Ce palier tournant ne sert que dans les phases intermédiaires sans qu'il ne soit soumis à l'effort de freinage ou à celui du serrage du frein de stationnement. Le fonctionnement du piston amplificateur est notam- ment amélioré en ce que le bord arrière de l'étrier délimitant la cavité recevant le piston amplificateur est muni d'un décolletage communi- quant avec le conduit hydraulique auxiliaire pour répartir le liquide hy- draulique efficacement dans toute la chambre hydraulique auxiliaire dès le début du remplissage en égalisant les pertes de charge. Selon l'invention, le compensateur d'usure comporte un piston intermédiaire relié au piston de frein et logé dans celui-ci.

La transmission des efforts de serrage du frein de sta- tionnement et le maintien de son serrage sont avantageusement améliorés en ce que l'organe de transmission comporte une broche à l'avant, servant d'organe de guidage au piston intermédiaire, muni d'un manchon coulissant sur la broche de guidage.

De façon particulière, l'organe de transmission est relié au piston du compensateur d'usure par une liaison coulissante composée d'un moyen de liaison coulissant porté par le manchon du piston intermédiaire et un moyen de liaison coulissant de la broche de l'organe de transmission, la liaison coulissante transmettant la poussée de l'organe de transmission en fin de course de coulissement. Cette liaison coulissante permet le libre fonctionnement et le réglage du compensateur d'usure pendant le fonctionnement du frein de service. Suivant une autre caractéristique particulièrement avan- tageuse, l'écrou comporte deux faces d'appui pour coopérer respective- ment avec le dos de la paroi d'appui et avec le fond suivant les condi- tions de fonctionnement du frein à disque. Ainsi, l'écrou reçoit et transmet les efforts sur une sur- face relativement importante, à la fois dans le cas du fonctionnement du frein de service puisque, d'une part, l'écrou s'appuyant contre la pa- roi d'appui en même temps que le piston amplificateur s'appuie sur l'autre face de la paroi d'appui, permet d'absorber les efforts créés par le liquide hydraulique dans la chambre du piston amplificateur, et d'autre part, l'appui de l'écrou contre le dos de la chambre mécanique permet de recevoir efficacement les efforts de serrage du frein de stationnement. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation d'un frein à disque électro-hydraulique à fonctions de frein de service et de frein de sta- tionnement représenté dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est le schéma d'une partie d'un système de frein de véhicule correspondant aux freins assurant les fonctions de freins de service et de stationnement, - la figure 2 est une vue schématique d'un frein à disque selon l'invention, - les figures 3A-3C montrent trois étapes de fonctionnement du frein à disque comme frein de service, - les figures 4A-4E montrent les différentes étapes de fonctionnement du frein à disque comme frein de stationnement, - la figure 5 est une vue en coupe d'un frein hydraulique à frein de stationnement électrique selon l'état de la technique, - la figure 5A est la représentation schématique du frein connu représenté à la figure 5. Description de modes de réalisation de l'invention Selon la figure 1, le système de freins se compose de freins à disque 1 avec un étrier lE et des patins 1P chevauchant chacun un disque de frein 2. Les freins à disque 1 sont reliés à un maître-cylindre 3 commandé par une pédale de frein 4 par l'intermédiaire d'un module de commande 5 de la répartition des efforts de freinage, tel qu'un module appliquant la fonction ESP pour alimenter les freins de roue 1 en fonction de l'effort de freinage nécessaire à chaque roue. Le système comporte également un circuit de commande électrique 5E, relié au moteur électrique 1M de chacun des freins à disque 1 assurant la fonction de frein de stationnement. Le circuit de commande électri- que 5E est actionné par un bouton de commande 6 schématisé sous la forme d'un interrupteur 6. La figure 2 est un schéma d'un frein à disque 1 électro- hydraulique à fonctions de frein de service et de frein de stationnement selon l'invention assurant la fonction de frein de service et la fonction de frein de stationnement à serrage hydraulique et verrouillage électromé- canique. Le frein à disque 1 se compose d'un étrier 10 dont seule la partie principale avec le patin mobile 21 est représentée. L'étrier est situé d'un côté du disque de frein 2 contre lequel s'appuie le patin de frein 21 (patin mobile) commandé par le piston 20. L'autre patin de frein (patin fixe) solidaire de la partie d'étrier qui chevauche le disque de frein n'est pas représenté. Par convention, pour faciliter la description, il sera fait référence à l'axe >OC qui est l'axe du frein de service et aussi de diffé- rents organes composant le dispositif de frein de stationnement. Les références d'orientation se feront suivant l'orientation du frein à disque de la figure 2, c'est-à-dire que l'avant (AV) est le côté du frein à disque tourné vers le disque à freiner 2, et l'arrière (AR) est le côté opposé. L'étrier 10 comporte une cavité cylindrique 11 recevant le piston de frein 20 dont l'extrémité sortant du cylindre porte le patin 21 avec sa garniture de frein. Le piston de frein 20 délimite la chambre hydraulique (chambre principale) 12 reliée par un conduit 14 à l'alimentation en liquide hydraulique, c'est-à-dire au servofrein 40 par l'intermédiaire du module de commande 50. Les différents éléments oc- cupant la chambre hydraulique 12 en partie dans le piston 20, sont hy- drauliquement neutres ; lorsque le frein de service est commandé, le liquide hydraulique sous pression s'applique sur toute la section du piston 20 qui fonctionne comme le piston d'un frein à disque connu, n'assurant pas la fonction de frein de stationnement.

En revanche, dans le cas d'un frein à disque assurant également la fonction de frein de stationnement comme celui de la présente invention, le piston de frein 20 est équipé d'un compensateur d'usure 30 pour tenir compte de l'usure de la plaquette de frein 21 et de l'augmentation de la course du piston 20 qui pourrait être nécessaire pour serrer le frein de stationnement. La commande du piston de frein 20 pour la fonction de frein de stationnement se fait alors par l'intermédiaire du compensateur d'usure 30 pour que le dispositif d'actionnement 60 du frein de stationnement, intégré dans l'étrier de frein 10, puisse fonctionner avec la même course quel que soit le degré d'usure des plaquettes de frein. Selon l'invention, le piston de frein 20 est relié par l'intermédiaire du compensateur d'usure 30 à un piston amplificateur 91 par un moyen de liaison coulissante 32 faisant partie du compensa- teur d'usure 30 en forme de piston intermédiaire 31 s'appuyant libre- ment contre le dos du piston de frein 20 au repos et en mode de freinage normal, sans interaction avec le dispositif de frein de stationnement. Le dispositif d'actionnement 60 de frein de stationnement se compose d'un actionneur hydraulique 70 et d'un actionneur électro- mécanique 80 associés à un organe de transmission 90 agissant sur le piston de frein 20 par l'intermédiaire du compensateur d'usure 30 dans le sens de la fonction de frein de stationnement. L'actionneur hydraulique 70 a une chambre hydraulique auxiliaire 71 et l'actionneur mécanique 80 une chambre mécanique 81 ; ces chambres 71, 81 sont séparées par une paroi d'appui 61 et traversées par l'organe de transmission 90 dans l'axe )0( du frein qui est aussi l'axe du cylindre 11. La chambre auxiliaire 71 est formée dans une cavité cy- lindrique 71a délimitée à l'avant par la paroi 13 fermant la chambre principale 12 et à l'arrière par la cloison d'appui 61. L'organe de transmission 90 traverse de manière étanche ces deux parois 13, 61, l'étanchéité étant réalisée par des joints portés par l'organe de transmission 90. La chambre auxiliaire 71 est reliée par un conduit auxiliaire 72 au conduit principal 14 de la chambre principale 12 et reçoit le liquide de frein sous pression comme la chambre principale 12. L'organe de transmission 90 porte solidairement un pis- ton amplificateur 91 coulissant dans le cylindre et y délimitant la chambre auxiliaire 71 avec la paroi d'appui 61. Le conduit auxiliaire 72 débouche dans la chambre auxiliaire 71 près de la paroi d'appui 61 pour être toujours dégagé quelle que soit la position du piston amplificateur 91. Un ressort de rappel 73 s'appui contre le piston amplifi- cateur 91 et la paroi arrière 13 de la chambre principale 12 pour rappe- ler le piston amplificateur 91 en position arrière. La chambre mécanique 81 délimitée par la paroi d'appui 61 et le fond 15 de l'étrier reçoit l'extrémité 92 de l'organe de transmission 90 qui traverse de manière étanche la paroi d'appui 61. Dans l'axe 'OC du frein, le fond 15 de la chambre mécanique 81 comporte un palier tournant 82 contre lequel peut s'appuyer l'organe de transmission 91. L'extrémité 92 de l'organe de transmission 90 venant dans la chambre mécanique 81 a un filetage 93 portant un écrou 95 vissé sur l'organe de transmission 90 (93). La surface périphérique de l'écrou 95 est munie d'une couronne dentée 96 extérieure. L'écrou a deux faces latérales 95a, 95b constituant chacune une surface d'appui susceptible de s'appuyer contre le dos de la paroi d'appui 61 ou contre le fond 15. Une vis hélicoïdale 97 logée dans la chambre mécanique 81 coopère tangentiellement avec la couronne 96 à denture périphéri- que droite de l'écrou 95 par une liaison vis/écrou. La vis 97 est entraînée par un moteur électrique 98 réversible alimenté par le module de commande 50 regroupant schématiquement la commande hydraulique et la commande électrique du frein en étant reliée au servofrein hydrau- ligue 40 (ou électro-hydraulique) pour l'alimentation en liquide hydrau- lique sous pression et à la batterie électrique 51 pour l'actionnement du moteur électrique 98. L'organe de transmission 90 se prolonge à l'avant par une broche de guidage 92a portant un moyen de liaison de coulissement 94, coopérant avec le moyen de liaison 32 faisant partie du compensateur d'usure 30. La broche de guidage 92a reçoit extérieurement l'arrière en forme de manchon 33 du piston intermédiaire 31 pour guider celui- ci lors du serrage du frein de stationnement. L'organe de transmission 90 est commandé en transla- tion suivant l'axe XX du frein comme cela sera décrit ci-après tout en étant bloqué en rotation. La figure 2 montre également la forme de réalisation et d'assemblage du frein à disque 1. La chambre hydraulique principale 12 est délimitée par le cylindre 11 de l'étrier 10, la paroi 13 et l'organe de transmission 90 passant de manière ajustée dans l'alésage 131 de la paroi 13 dans l'axe XX. Le montage du piston de frein 20 se fait par l'ouverture avant du cylindre 11. La cavité cylindrique 71a recevant le piston amplificateur 91 est réalisée dans la partie arrière du corps de l'étrier 10 et son bord périphérique 132. Ce bord périphérique 132 comporte d'ailleurs un volume périphérique 12a, décolleté, constituant le prolongement de la conduite auxiliaire 72 pour assurer l'alimentation régulière en liquide hydraulique de la chambre hydraulique auxiliaire 71. La cavité 71a recevant le piston amplificateur 91 est dé- limitée à l'arrière par la paroi d'appui 61. Cette paroi d'appui 61 est fixée par des moyens non représentés au bord 132 de l'étrier 10 autour de la cavité cylindrique 71a. Le fond 15 qui délimite la chambre mécanique 81 est én forme de couvercle avec un bord 15a pour être fixé au bord 132 de l'étrier 10 et/ou à la plaque d'appui 61 par des moyens de liaison non représentés. L'étanchéité entre les différentes parties fixes de l'assemblage ainsi qu'entre les parties fixes et l'organe de transmission 90 est assurée par des joints non référencés. L'organe de transmission 90 comporte deux joints repré- sentés schématiquement par des joints toriques pour coopérer d'une part avec l'alésage 131 de la paroi arrière 13 et avec l'alésage de la paroi d'appui 61. Le piston 91 comporte un joint périphérique pour coopérer avec la surface cylindrique 71a. Enfin, la paroi d'appui 61 est appliquée contre le bord 132 de l'étrier 10 avec interposition d'un joint. Il en est de même du couvercle formé par le bord 15a du fond 15 avec un joint. Enfin, le moteur 98 est avantageusement fixé au couvercle du fond 15 de sorte que l'ensemble constitué par le moteur 98 et la transmission avec la vis hélicoïdale 97 peut être assemblé puis installé sur l'écrou 95, lui-même mis en place sur le filetage 93 de l'organe de transmission 90. L'organe de transmission 90 est préalablement mis en place dans la chambre délimitée par la paroi cylindrique 71a avant la mise en place de la paroi d'appui 61. Le frein à disque fonctionne comme frein hydraulique pour la fonction de frein de service et comme frein hydraulique pour le serrage du frein de stationnement, le blocage étant assuré de manière mécanique par le moteur électrique 98 dans les conditions qui seront décrites ci-après. Au repos, le frein à disque se trouve dans la position re- présentée à la figure 3A : la chambre hydraulique 12 du piston de frein 20 et celle (71) du piston amplificateur 91 sont hors pression ; l'écrou 95 de la transmission est en appui contre le dos de la paroi d'appui 61 par le mouvement de vissage inverse de l'écrou 95 à la suite de la manoeuvre précédente ou par une commande de remise en position initiale, par le module de commande 50 avant chaque action du frein de sorte que le piston amplificateur 91 est lui-même appliqué contre la paroi d'appui 61. Le piston de frein 20 est également rappelé en position hors contact du disque. A. Fonction de frein de service (figures 3A, 3B, 3C) La position initiale du frein avant sa commande est celle représentée à la figure 3A. Lorsqu'une demande de freinage de service est transmise au module de commande 50, soit par une action sur la pédale de frein, soit indépendamment d'une action sur la pédale de frein, par le système ESP ou autre, du liquide hydraulique sous pression (P) est fourni à la chambre 12 du piston de frein 20 qui pousse le piston de frein avec une force de serrage contre le disque de frein (l'étrier prenant lui-même appui contre l'autre face du disque de frein par l'autre patin de frein non représenté).

Cette force de serrage est égale à la surface (ou section) du piston de frein 20 multipliée par la pression du liquide. Comme le conduit 72 débouchant dans la chambre auxi- liaire 71 est libre, du liquide sous pression y arrive également et pousse le piston amplificateur 91. Mais cette poussée est neutralisée par l'appui de l'écrou 95 contre la paroi d'appui 61, l'écrou étant tiré par l'organe de transmission 90 solidaire du piston amplificateur 91. L'appui de l'écrou 95 contre le dos de la paroi 61 est schématisé par les cercles 95aa. L'organe de transmission 90 reste bloqué et n'intervient pas dans le mouvement du piston de frein 20 qui avance seul sous la poussée du liquide hydraulique, le compensateur d'usure 30 étant neutre. Lorsque la pression du liquide de frein disparaît, le piston revient dans la position de la figure 3A. L'organe de transmission 90 20 reste fixe puisque le moteur électrique 98 n'est pas commandé. B. Fonction de frein de stationnement (figures 4A-4E) Le serrage du frein de stationnement et sa libération se font suivant les étapes décrites ci-après à partir de la position neutre de frein de service représentée à la figure 3A.

Lorsque le frein de stationnement est actionné par la commande du bouton de frein de stationnement 6 (figure 1), le circuit de commande électrique 5E alimente d'abord le moteur électrique 98 pour faire tourner la vis 97 dans le sens indiqué et déplacer l'écrou 95 pour le mettre en appui contre le fond 15 de l'étrier 10 (figure 4A).

L'appui de l'écrou 95 contre le fond 15 est schématisé par les cercles 95bb. Au cours de la phase suivante (figure 4B), le circuit de commande 50 alimente la chambre 12 du piston de frein 20 et celle 71 du piston amplificateur 91 avec du liquide hydraulique sous pression (P) pour générer la force de serrage du frein de stationnement de ma- mère purement hydraulique. Cette force de serrage (flèches F 1, F2) est dans ce cas égale à la force développée par la pression du liquide hydraulique exercée sur le piston de frein 20 et sur le piston amplificateur 91, diminuée de la force développée par le ressort de rappel 73. L'organe de transmission 90 pousse sur le piston de frein 20 par le moyen de liaison coulissant 32, alors en butée, et le compensateur d'usure 30 dont le piston intermédiaire 31 est appuyé contre le fond du piston de frein 20. Lorsque la force de serrage fixée est atteinte, le circuit de 10 commande 50 fait tourner la vis 98 pour appliquer l'écrou 95 contre le fond 15 de la chambre mécanique 81 comme cela est schématisé par les deux ronds 95bb. L'organe de transmission 90 ayant avancé, il n'est plus appliqué contre son appui 82 du fond 15 de la chambre mécanique 81. 15 Puis le circuit de commande 50 coupe l'alimentation du moteur électrique 98 qui bloque l'écrou 95 et le circuit de commande hydraulique est mis hors pression. Le frein de stationnement est ainsi bloqué et reste en position serrée ; les efforts de serrage passent dans les différents composants du frein à disque suivant le chemin des flux 20 des forces composé de l'ensemble constitué par le piston 20, l'organe de transmission 90 et l'écrou 95 en appui contre le fond 15 de l'étrier ; la face avant du piston de frein 20 serre la plaquette de frein 21 contre l'une des faces du disque, l'autre plaquette étant serrée contre l'autre face du disque 2. Le frein de stationnement est serré. 25 A l'état serré, il n'y a plus de pression hydraulique dans le circuit 14, 72 ni dans la chambre principale 12, ni dans la chambre auxiliaire 71, le frein étant uniquement en appui mécanique ; cet appui est bloqué par la vis 97 en prise avec la denture périphérique 96 de l'écrou 95. 30 Le flux des forces passant par l'étrier est représenté par des flèches F10, F20. Le desserrage du frein de stationnement se fait de ma- nière inverse. Selon la figure 4D, lorsque la libération du frein de stationnement est demandée par une action sur le bouton de commande 6, 35 le circuit hydraulique 40, 14, 72, 12, 71 est mis en pression de sorte que l'effort de serrage du frein à disque est d'abord repris par la force hydraulique appliquée au piston de frein 20 directement dans sa chambre 12 et celle appliquée sur le piston amplificateur 91 lié au piston de frein 20.

L'écrou 95 est ainsi débloqué de son appui 95bb contre le fond 15 et le moteur électrique 98 peut entraîner facilement l'écrou 95 en sens inverse pour le faire avancer sur la vis 92 de l'organe de transmission 90 et mettre l'écrou 95 en appui contre le dos de la paroi d'appui 61 (points d'appui 95aa).

Puis (figure 4E) on réduit la pression du liquide hydrauli- que jusqu'à la pression nulle et le moteur électrique 98 peut tourner l'écrou 95 pour continuer à le visser sur la vis 92 de l'organe de transmission 90 et conduire le piston amplificateur 91 en appui contre le dos de la paroi 61 et l'écrou 95 contre l'autre face de la paroi 61. Le frein est ainsi prêt pour une nouvelle action de freinage en mode de frein de ser- vice ou de frein de stationnement. Le frein a disque à fonction de frein de service et de frein de stationnement selon l'invention, dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, permet d'utiliser un moteur électrique de puissance beau- coup plus faible que celle du moteur électrique du frein de stationne- ment à serrage électrique de l'état de la technique. Il permet également d'utiliser un liquide de frein sous une pression très réduite par rapport à celle du serrage hydraulique connu du frein de stationnement dans un frein à disque. En outre, il simplifie la fabrication par la suppression de différents réglages nécessaires dans le cas d'un serrage du frein de stationnement à l'aide de ressorts de type ressorts Belleville. Globalement, la fiabilité du frein selon l'invention est améliorée par rapport à l'état de la technique.30 NOMENCLATURE 10 Etrier 11 Cylindre / cavité cylindrique 12 Chambre principale / chambre hydraulique 13 Paroi 14 Conduit principal 15 Fond 15a. Bord 20 Piston de frein 21 Plaquette de frein 30 Compensateur d'usure 31 Piston intermédiaire 131 Alésage 132 Bord périphérique 32 Liaison coulissante 33 Manchon 40 Servofrein 50 Module de commande 51 Batterie 60 Dispositif d'actionnement du frein de stationnement 61 Paroi d'appui 70 Actionneur hydraulique 71 Chambre hydraulique auxiliaire 71a Cavité cylindrique 72 Conduit auxiliaire 72a Décolletage / volume périphérique 73 Ressort de rappel 80 Actionneur mécanique 81 Chambre mécanique 82 Palier tournant 90 Organe de transmission 91 Piston amplificateur 92 Extrémité 92a Broche de guidage 93 17 95 Filetage 95a Ecrou à vis hélicoïdale Face latérale Face latérale 95b 95aa Appui 95bb Appui 96 Couronne dentée extérieure 97 Vis hélicoïdale 98 Moteur électrique 100 Etrier 101 Piston 101A, 101B Parties du piston 102 Plaquette de frein 103 Disque de frein 104 Chambre hydraulique 105 Moteur électrique 106 Transmission 107 Pignon 108 Vis de commande 109 Piston auxiliaire 110 Ressort de retenue25

Claims (1)

1. REVENDICATIONS1°) Frein à disque électro-hydraulique à fonctions de frein de service et de frein de stationnement comprenant : - un étrier (10) portant un patin fixe et un piston de frein (20) por- tant un patin mobile (21), - le piston de frein (20) étant actionné par le liquide de frein sous pression pour le mode de frein de service et par le dispositif de frein de stationnement (60) pour le mode de frein de stationnement par l'intermédiaire d'un compensateur d'usure (30), frein caractérisé en ce que - le dispositif de frein de stationnement (60) comprend un actionneur hydraulique (70) avec une chambre hydraulique auxiliaire (71) et un actionneur mécanique (80) avec une chambre mécanique (81) ainsi qu'un organe de transmission (90) traversant la chambre hydraulique (71) et la chambre mécanique (81) pour agir sur le pis- ton de frein (20), - l'organe de transmission (90) étant relié au piston de frein (20), et portant un piston amplificateur (91) dans la chambre hydraulique auxiliaire (71),. - l'organe de transmission (90) ayant une extrémité avec une vis (92) dans la chambre mécanique (81), cette vis (92) reliée par une liaison de vis à un écrou (95) ayant une denture périphérique (96) pour coopérer par une liaison écrou/vis avec une vis hélicoïdale (97) d'une transmission entraînée par le moteur électrique (98), - la chambre hydraulique auxiliaire (71) et la chambre mécanique (81) étant séparées par une paroi d'appui (61) appartenant à l'étrier (10), - la chambre hydraulique auxiliaire (71) étant reliée au circuit hydraulique (72) de la chambre principale (12) pour pousser le piston amplificateur (91) dans le même sens que le piston de frein (20), - l'écrou (95) et le piston amplificateur (91) étant serrés par le mouvement de la vis (92) contre les deux faces opposées de la paroi d'appui (61) avant l'actionnement hydraulique du frein de service pour neutraliser la poussée hydraulique pendant le fonctionne- ment du frein de service,- cette liaison de serrage étant ouverte avant l'actionnement du frein de stationnement, par vissage inverse de l'écrou (95), libérant le piston amplificateur (91) pour que celui-ci ajoute sa poussée hydraulique à celle du piston de frein (20) pour le serrage du disque (2) en mode de frein de stationnement, - l'écrou (95) étant appliqué contre le fond (15) de la chambre méca- nique (81) à la fin de la mise en pression pour verrouiller mécaniquement l'organe de transmission (90) et le piston de frein (20) avant que la pression hydraulique ne soit coupée. 2°) Frein à disque selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre hydraulique principale (12) est réalisée dans l'étrier (10) par une chambre à paroi cylindrique (11) fermée par un fond (13) muni d'un alésage (131) traversé de manière étanche par l'organe de trans- mission (90). 3°) Frein à disque selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arrière de l'étrier (10) forme une cavité à paroi cylindrique (71a), axée sur l'axe (XX) du frein, cavité délimitée par la paroi (13) de l'étrier, son bord (132) et par la paroi d'appui (61) de façon à recevoir le piston amplificateur (91) porté par l'organe de transmission (90), celui-ci traversant également de manière étanche l'alésage de la paroi d'appui (61), et la partie avant de cette cavité reçoit le ressort de rappel (73) du piston amplificateur, la partie de la cavité entre le piston amplificateur et la paroi d'appui (61) constituant la chambre hydraulique auxiliaire (71) agissant sur le piston amplificateur (91). 4°) Frein à disque selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre mécanique (81) est formée par le fond (15) en forme de couvercle avec un bord (15a) appliqué contre la face de la paroi d'appui (61) à l'opposé de celle délimitant la chambre hydraulique auxiliaire (71).355°) Frein à disque selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fond (15) comporte un palier tournant (82) dans l'axe (XX) du frein pour recevoir à l'extrémité arrière de l'organe de transmission (90). 6°) Frein à disque selon la revendication 3, caractérisé en ce que le bord arrière (132) de l'étrier (10) délimitant la cavité (71a) recevant le piston amplificateur (91) est muni d'un décolletage (72a) communiquant avec le conduit hydraulique auxiliaire (72) pour répartir le liquide hy- draulique dans toute la chambre hydraulique auxiliaire (71). 7°) Frein à disque selon la revendication 1, caractérisé en ce que le compensateur d'usure (30) comporte un piston intermédiaire relié au piston de frein (20) et logé dans celui-ci. 8°) Frein à disque selon les revendications 1 et 7, caractérisé en ce que l'organe de transmission (90) comporte une broche (92a) à l'avant, ser- vant d'organe de guidage au piston intermédiaire (31), muni d'un manchon (33) coulissant sur la broche de guidage (92a). 9°) Frein à disque selon les revendications 1, 7 et 8, caractérisé en ce que l'organe de transmission (90) est relié au compensateur d'usure (30) par une liaison coulissante composée d'un moyen de liaison coulissant porté par le manchon (33) du piston intermédiaire (30) et un moyen de liaison coulissant (94) de la broche (92a) de l'organe de transmission (90), la liaison coulissante transmettant la poussée de l'organe de transmis- sion (90) en fin de course. 10°) Frein à disque selon la revendication 1, caractérisé en ce quel'écrou (95) comporte deux faces d'appui pour coopérer respectivement avec le dos de la paroi d'appui (61) et avec le fond (15) suivant les conditions de fonctionnement du frein à disque.5