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Title:
POWER-OFF BRAKING SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/055243
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention consists of a power-off emergency braking system, or parking brake system, whereby, at each power-up, energy is stored in the structure of the brake so as to ensure the power-off application of the brake and the holding of same in the event of an interruption to the power supply of the device.

Inventors:
LORIOT, Jean-Marc (15 rue Lakanal, Paris, 75015, FR)
SALESSE, Christian (Le Bourg, Laroche près Feyt, 19340, FR)
Application Number:
FR2017/000167
Publication Date:
March 29, 2018
Filing Date:
September 14, 2017
Export Citation:
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Assignee:
LORIOT, Jean-Marc (15 rue Lakanal, Paris, 75015, FR)
SALESSE, Christian (Le Bourg, Laroche près Feyt, 19340, FR)
International Classes:
B60T13/04; F16D59/02; F16D65/18
Domestic Patent References:
WO2003052286A12003-06-26
Foreign References:
FR1264059A1961-06-19
EP1957228A12008-08-20
US20100147633A12010-06-17
US20110056776A12011-03-10
EP1957228A12008-08-20
Attorney, Agent or Firm:
CABINET NETTER (36 avenue Hoche, Paris, F-75008, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1°) Dispositif de freinage à manque de courant destiné à être utilisé sur tout système de freinage dont la force appliquée par les plaquettes sur la pièce à freiner ramène sur l'arbre du moteur qui les actionne un couple constant ou faiblement variable, quelle que soit la valeur de ladite force appliquée par les plaquettes, caractérisé en ce que, hors toute alimentation électrique, ce couple sur l'arbre du moteur est fourni par un ressort spirale (18). Un moteur, non représenté, porte sur son arbre (10) un bras (14) monté libre en rotation sur cet arbre (10) au travers d'un moyeu (12). Le ressort (18) exerce sur le bras (14) un couple qui tend à le faire tourner dans un sens (A) qui correspond au sens de serrage du frein. Un doigt (16) est monté solidaire en rotation de l'arbre (10). A chaque mise sous tension du frein, le moteur fait tourner l'arbre (10), et le doigt (16) qui lui est solidaire en rotation dans le sens inverse de (A). Ce doigt (16) pousse le bras (14), qui comprime le ressort (18), jusqu'à ce que le bras (14) vienne en contact avec un électro-aimant (20) qui est, dans cette phase de fonctionnement, alimenté. Le ressort (18) est ainsi maintenu en compression par électro-aimant (20) pendant toute la phase d'alimentation de celui-ci. Toute rupture d'alimentation du frein, donc de électro-aimant libère le bras (14) qui, par la force du ressort (18), effectue une rotation dans le sens (A) et pousse, quelle que soit sa position, le doigt (16) qui lui-même entraine l'arbre (10) en rotation jusqu'à ce que le bras (14) atteigne une butée (22), réalisant ainsi le serrage du frein à sa valeur maxi. Ce freinage est maintenu jusqu'à la prochaine alimentation du moteur du frein, le moteur ramènera alors, par le doigt (16), le bras (14) au contact de électro-aimant (20) lui aussi alimenté, comprimant ainsi le ressort (18). 2°) Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'énergie stockée est de la forme mécanique par tout type de ressorts disposés dans la structure du frein, ou de la forme électrique par des condensateurs notamment.

3°) Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que, en position de service, lorsque le bras (14), monté libre en rotation sur l'arbre (10), est maintenu par l'électro- aimant (20), le doigt (16), solidaire en rotation de l'arbre (10) et donc du rotor moteur, est libre de tous ses mouvements de sorte que le système de freinage par manque de courant est sans incidence sur les performances statiques et dynamiques du frein. 4°) Dispositif suivant les revendications 1 et 3 caractérisé en ce que la butée (22) limite la course de serrage par manque de courant du frein pour protéger toutes les pièces mobiles dans cette phase de fonctionnement. Cette course du bras (14), est dans tous les cas inférieure à un demi-tour.

5°) Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que, pour un frein automobile dont la force maxi des plaquettes sur le disque est de 15 kN, et une déformation élastique des supports de plaquettes de 1 mm, le couple exercé par le ressort (18) sur le bras (14), aura, au contact de la butée (22), et pour une amplitude de mouvement de 2,5 rad, une valeur au moins égale a 3 Nm.

REVENDICATIONS MODIFIEES

reçues par le Bureau international le 22 février 201 £

1. Frein électrique, comprenant des plaquettes et un moteur de freinage, caractérisé en ce que, à chaque mise sous tension du frein, ledit moteur de freinage actionne un dispositif (10,12,14,16,18) de stockage d'énergie, alors que, pour toute mise hors tension du frein, l'énergie stockée sert à produire un freinage par défaut d'alimentation, lequel freinage est maintenu jusqu'à la prochaine mise sous tension du frein.

2. Frein électrique selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de stockage d'énergie comprend au moins un ressort (18), l'énergie stockée comprenant de l'énergie mécanique.

3. Frein électrique selon la revendication 2, dans lequel le dispositif de stockage d'énergie comprend un arbre moteur (10) solidaire de l'axe du moteur de freinage, un doigt (16) solidaire de l'arbre moteur (10), et un bras (14) libre en rotation autour de l'arbre moteur (10), dans lequel stockage d'énergie est réalisé quand le doigt (16) entraîné par le moteur pousse le bras (14).

4. Frein électrique selon la revendication 3, dans lequel le bras (14) est maintenu par un électro-aimant (20), pour contraindre le ressort (18), depuis une mise sous tension du frein électrique jusqu'à sa mise hors tension.

5. Frein électrique selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel la mise hors tension de Γ électro-aimant (20) libère le bras (14), de sorte que le ressort (18) déplace le bras (14) dans un premier sens jusqu'à venir contre une butée (22) pour réaliser le freinage par défaut d'alimentation, lequel freinage est maintenu jusqu'à une remise sous tension du frein.

6. Frein électrique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un système à gain mécanique variable disposé entre l'arbre moteur et le système de serrage des plaquettes.

7. Frein électrique selon la revendication 5 ou la revendication 6 prise en dépendance de la revendication 5, dans lequel la butée (22) limite la course du bras lors du freinage par défaut d'alimentation, de sorte que les pièces mobiles soient protégées, la course du bras (14) étant inférieure à un demi-tour.

8. Frein électrique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de stockage d'énergie comprend un condensateur.

9, Frein électrique selon l'une des revendications 2 à 7 ou selon la revendication 8, prise en dépendance de la revendication 2, avec l'une au moins des propriétés suivantes :

- la force appliquée par les plaquettes sur le disque est de sensiblement 15 kN,

- la déformation élastique des supports de plaquettes est d'environ 1 mm,

- le couple exercé par le ressort (18) sur le bras (14) est supérieur à 3Nm au contact de la butée (22) pour une amplitude angulaire de mouvement du bras (14) d'environ 2,5 rad.

Description:
SYSTEME DE FREINAGE PAR MANQUE DE COURANT

La présente invention a pour objectif de créer un système de freinage qui assure le serrage du frein à sa valeur maxi, et son maintien, chaque fois que son alimentation électrique n'est plus assurée, pour des raisons accidentelles ou volontaires. On connaît le brevet européen numéro 1 957 228 du 03.11.2006 relatif à un système de freinage électrique. Ce dispositif utilise un système à gain mécanique variable disposé entre l'arbre moteur et le système de serrage des plaquettes. Si on prend un cahier des charges de frein automobile, pour lequel l'effort sur les plaquettes varie de 0 à 15 kN, avec une déformation élastique de 1 mm, l'énergie nécessaire pour la réalisation de cette opération est de 7,5 Joules.

La course maxi de l'équipage mobile de ce frein est, par construction, de 2,5 rad (inférieure à ½ tour). Si, grâce au système à gain mécanique variable, on ramène au moteur pendant cette opération un couple constant, celui-ci aura, pour délivrer une énergie de 7,5 Joules, une valeur de 3 Nm.

Ce sont ces valeurs relativement faibles du couple et de la course qui permettent d'envisager cette solution qui consiste à stocker, à chaque mise en route l'énergie qui, en cas de coupure d'alimentation assurera le serrage du frein par manque de courant, et son maintien.

Les caractéristiques de ces mouvements nous poussent à priori à stocker cette énergie sous une forme mécanique dans des ressorts disposés dans la structure même du frein, cela dit, une solution électrique, notamment par des condensateurs n'est pas à exclure.

Ce frein à manque de courant va fonctionner en frein d'urgence, il peut aussi être utilisé en frein de parking, assurant l'arrêt du véhicule pendant tout le temps de sa non alimentation. Il peut remplacer le « frein à main ». Dans la description qui suit donnée à titre d'exemple, on reconnaît, figure 1, l'arbre moteur 10 (solidaire de la vis de même numéro 10 que celui de la figure 6 du brevet ci-dessus référencé, cette figure, référence figure 3, est jointe à titre indicatif au présent brevet). Un moyeu 12 est monté libre en rotation sur cet arbre 10. Ce moyeu porte un bras 14 qui, dans ce cas de figure est plaqué contre un électroaimant 20, celui-ci, lorsqu'il est alimenté le maintient dans cette position. Un ressort spirale 18 exerce sur le bras 14 un effort qui tend à le faire tourner dans le sens A avec un couple, pour l'application automobile, au minimum égal à 3 Nm en fin de course. Le sens de déplacement A correspond à celui du serrage du frein qu'il actionne, ce sens peut être inversé, si les caractéristiques propres des vis et des gorges dudit frein le justifient. Une butée 22, va limiter la course du bras 14, notamment si cette limite ne peut être assurée par celle de la course de l'équipage mobile du frein. Un doigt 16, solidaire du rotor du moteur va assurer la liaison entre ce dispositif objet de l'invention et le frein proprement dit.

A chaque mise sous tension du frein, le moteur, tout en assurant le desserrage du frein, va au travers du doigt 16, plaquer le bras 14 contre Γ électro-aimant 20, dans un mouvement en sens inverse de A (le couple nécessaire sera inversé par rapport à celui du freinage, mais du même ordre de grandeur). L'électro-aimant alimenté va maintenir le bras 14 en position, le ressort 18 bandé au maximum représentant le stockage de l'énergie. Le doigt 16 pourra alors se déplacer librement dans l'espace compris entre les deux points extrêmes de sa course que représentent l'électro-aimant 20 et la butée 22 (ou la limite de course de l'équipage mobile du frein). Ainsi, l'ensemble sous tension, le dispositif de freinage par manque de courant n'aura aucune incidence sur les performances du frein qui pourra donc se déplacer librement dans tout l'espace susceptible d'être utilisé pour les différentes opérations de freinage.

En cas de manque de courant, pour des raisons accidentelles ou volontaires, l'électro- aimant 20 va libérer le bras 14 qui sous la contrainte du ressort 18, va se plaquer contre la butée 22 (ou la limite de la course de l'équipage mobile du frein), dans sa course, il entraînera le doigt 16 (quelle que soit sa position entre 20 et 22) et assurera ainsi, au travers du rotor du moteur, le serrage du frein à sa valeur maxi et son maintien. La figure 2 représente la disposition des différents composants dans cette nouvelle configuration.