EP 0526 273 décrit un frein à disque muni d'un frein de parking actionné hydrauliquement par une pression exercée par le conducteur sur la pédale de frein du véhicule, assurant l'application des patins sur les faces opposées du disque. Tout en maintenant le pied sur la pédale de frein, le conducteur manoeuvre un interrupteur électrique permettant de mettre sous tension un moteur électrique entraînant en translation rectiligne selon l'axe du piston un manchon coaxial audit piston, et ce, jusqu'au verrouillage du piston dans une position dans laquelle les patins sont appliqués sur le disque. L'application hydraulique préalable permet la mise en oeuvre d'un moteur électrique de verrouillage de faible puissance.

Le frein de parking décrit dans EP 0526 273 présente de nombreux inconvénients. Tout d'abord on demande au conducteur de générer musculairement la pression hydraulique nécessaire à l'application des patins sur le disque. D'autre part, le moteur électrique préconisé par EP 0526273 ne permet pas d'augmenter la force d'application des patins sur le disque. Il en résulte que, si le conducteur n'appuie pas du tout ou pas suffisamment fort sur la pédale de frein, le véhicule ne sera pas correctement immobilisé, ce qui peut entraîner un accident.

De plus, la disposition axiale du manchon et de son moteur d'entraînement augmente l'encombrement du frein ainsi que la masse non suspendue, ce qui dégrade les performances dynamiques du véhicule équipé d'un tel frein.

EP 0995 659 et WO 99 48738 décrivent l'architecture d'un système de freinage comportant un frein de parking à activation par un fluide sous pression avec verrouillage mécanique par blocage d'un bras de levier d'application d'éléments de friction sur le disque. Les dispositifs mécaniques de verrouillage de frein de parking du EP 0995 659 et WO 99 48738 ne semblent pas présenter une fiabilité suffisante pour permettre leur application à l'industrie automobile.

C'est par conséquent un but de la présente invention d'offrir un frein de parking fiable et d'un fonctionnement sûr.

C'est également un but de la présente invention d'offrir un frein de parking associé à un système de commande à partir de l'habitacle ayant un faible encombrement.

C'est également un but de la présente invention d'offrir un frein de parking ayant un faible encombrement au niveau de la roue à immobiliser.

C'est aussi un but de la présente invention d'offrir un frein de parking présentant une faible masse et notamment une faible masse de la partie non suspendue.

C'est également un but de la présente invention d'offrir un frein de parking coopérant avec les dispositifs de contrôle de trajectoire (ESP), d'anti patinage (ASR), d'antiblocage de roues (ABS), anti rouli et/ou anticollision (ACC).

C'est aussi un but de la présente invention d'offrir un frein de parking de construction simple.

C'est également un but de la présente invention d'offrir un frein de parking d'un prix de revient modéré.

C'est aussi un but de la présente invention d'offrir un frein de parking facile à actionner sans effort important du conducteur.

Ces buts sont atteints par un frein à disque de parking comportant au moins un piston susceptible d'tre entraîné par un fluide sous pression, typiquement du liquide de frein, monté à coulissement dans un alésage borgne pratiqué dans un étrier de frein, l'alésage formant un cylindre. Une source de fluide sous pression fait avancer le piston en direction du disque et ainsi applique fermement les patins sur ce dernier c'est à dire avec une force suffisante pour assurer l'immobilisation du véhicule. De préférence, on tient compte d'un relâchement possible de frein de parking dû au refroidissement du frein. A ce moment, un actionneur déplace une clavette d'immobilisation du piston dans une direction non parallèle à l'axe de ce dernier empchant son recul par rapport au disque d'une distance qui risquerait de relâcher les freins de parking selon l'invention.

Avantageusement, l'actionneur déplace la clavette en translation rectiligne selon un axe orthogonal ou sensiblement orthogonal à l'axe du piston. Toutefois, un déplacement en translation oblique, en rotation ou autre ne sort pas du cadre de la présente invention.

Dans l'exemple préféré de réalisation la clavette vient bloquer le recul d'un dispositif, de préférence de types vis-écrou de rattrapage d'usure de patins en appui sur le piston.

Avantageusement, la trajectoire de la clavette de blocage se situe à l'arrière de l'élément à bloquer (piston ou dispositif de rattrapage d'usure de patins). Toutefois, la mise en oeuvre de clavettes ou analogues pénétrant dans un évidement pratiqué dans l'élément à bloquer (piston ou dispositif de rattrapage d'usure de patins) ne sort pas du cadre de la présente invention.

Avantageusement, l'actionneur est un actionneur déplacé par un fluide sous pression.

Dans l'exemple préféré de réalisation, la clavette forme un piston hydraulique entraîné par le liquide de frein. Toutefois, la mise en oeuvre d'autres types d'actionneurs, par exemple des actionneurs électriques ou électromagnétiques ne sort pas du cadre de la présente invention.

Avantageusement, le frein de parking, selon la présente invention assure également la fonction de frein principal de service.

Avantageusement, le frein de parking selon la présente invention est un frein flottant par exemple de type à piston unique.

Avantageusement, la source de fluide sous pression d'actionnement de l'actionneur hydraulique est une pompe et/ou un accumulateur d'un système de contrôle de trajectoire

(ESP) d'un frein électrohydraulique (EHB) d'un système anti-patinage (ASR) et/ou d'un système antiblocage des roues (ABS).

L'invention sera mieux comprise au moyen de la description ci-après et des figures annexées données comme des exemples non limitatifs et sur lesquelles : - La figure 1 est une vue de dessus avec arrachement partiel de l'exemple préféré de réalisation d'un frein de parking selon l'invention au repos ; - La figure 2 est une vue de dessus avec arrachement partiel du frein de parking de la figure 1 lors d'une première étape du processus de serrage de frein de parking ; - la figure 3 est une vue de dessus avec arrachement partiel du frein de parking de la figure 1 lors d'une deuxième étape du processus de serrage de frein de parking ; - la figure 4 est une vue de dessus avec arrachement partiel du frein de parking de la figure 1 lors d'une troisième étape du processus de serrage de frein de parking ; - la figure 5 est une vue de dessus avec arrachement partiel d'une première variante de réalisation d'un frein de parking selon la présente invention ; - la figure 6 est une vue de dessus avec arrachement partiel d'une deuxième variante de réalisation d'un frein de parking selon la présente invention ; - la figure 7 est une vue en coupe d'une première variante de réalisation d'une clavette susceptible d'tre mise en oeuvre dans le dispositif selon la présente invention ; - la figure 8 est une vue de côté de la clavette de la figure 7 ; - la figure 9 est une vue en coupe d'une deuxième variante de réalisation d'une clavette susceptible d'tre mise en oeuvre dans le dispositif selon la présente invention ; - la figure 10 est une vue de côté de la clavette de la figure 9.

- la figure 11 est une vue en coupe de la partie arrière de l'exemple préféré de réalisation du frein selon l'invention.

Sur les figures 1 à 11, on a utilisé les mmes références pour désigner les mmes éléments.

Sur les figures 1 à 4, on a représenté l'exemple préféré de réalisation du frein selon la présente invention. L'exemple préféré correspond à un frein à disque à étrier 1 flottant assurant également la fonction de frein principal de service. Dans l'exemple illustré, on a représenté un frein arrière étant bien entendu que la mise en oeuvre d'un frein de parking selon la présente invention sur des roues avant et/ou d'un frein de parking séparé du frein principal de service ne sort pas du cadre de la présente invention.

L'étrier 1 est muni d'un alésage borgne 3 formant cylindre hydraulique d'un piston 5 muni d'un dispositif 7 de rattrapage d'usure de patins de frein comportant, de manière

connue, un écrou 9 et une vis 11 se dévissant par rapport à l'écrou 9 au fur et à mesure de l'usure de patins de frein. Une partie arrière 13 de l'étrier 1 comporte un logement d'une clavette 15 de blocage mécanique, direct ou, indirect. Dans l'exemple représenté, le blocage s'effectue par l'intermédiaire du dispositif 7 de rattrapage de l'usure des patins, du piston 5 dans une première condition dans laquelle les patins (non représentés) sont fermement appliqués sur le disque (également non représenté).

On entend par application ferme, une application permettant d'immobiliser les véhicules, notamment sur une pente. On considère couramment qu'une telle application correspond à une force de 10 000 N à 20 000 N.

Dans une deuxième condition, la clavette 15 ne s'oppose pas au recul du piston 5. Dans l'exemple préféré illustré, la clavette 15 est montée à translation selon un axe Y perpendiculaire à l'axe X du piston hydraulique 5. La clavette 15 comporte une première zone 17 d'appui de la face arrière 19 de l'écrou 9 et une deuxième zone d'appui 21, décalée selon l'axe Y par rapport à la zone 17 et présentant une extension vers l'avant, selon l'axe X, en direction du piston hydraulique 5 supérieur à l'extension selon l'axe X, dans cette mme direction, de la zone 17.

Dans l'exemple préféré de réalisation illustré, l'écrou 9 est sensiblement cylindrique d'axe X, la face arrière 19 comporte deux zones espacées selon l'axe Y susceptibles d'entrer en contact avec la clavette 15. Cette dernière comporte une première première zone 17 suivie par une première deuxième zone 21 suivie par une deuxième première zone 17 suivie par une deuxième deuxième zone 21.

Avantageusement, la ou les zones 21 présentent une pente douce dont l'orientation facilite le déplacement de la clavette 15 au contact éventuel de la face arrière 19, selon la flèche 23. Dans l'exemple illustré, l'extension selon l'axe X des zones 21 augmente de gauche vers la droite.

Le frein selon la présente invention comporte un actionneur permettant de déplacer, sur commande, par exemple lorsque le conducteur appuie sur une touche, un levier, une pédale ou analogue, situé dans l'habitacle, la clavette 15 selon l'axe Y, dans le sens de la flèche 23. Ce déplacement assurant le blocage de frein de parking peut également tre commandé par un calculateur, par exemple lorsque le moteur thermique du véhicule a été stoppé et/ou lorsque le conducteur a quitté le véhicule. Par contre, il est avantageux d'utiliser uniquement le freinage hydraulique sans blocage mécanique du piston lors de l'arrt au feu rouge ou lors de démarrage en côte (Hill Holder en terminologie anglo- saxonne). Dans l'exemple préféré illustré, l'actionnement de la clavette 15 est hydraulique par l'intermédiaire d'une électrovanne 25, de type fermé au repos reliant, sur commande 27, une chambre de pression 29 située à une première extrémité axiale de la clavette 15 à la pression régnant dans le cylindre 3. La vanne 25 est disposée au niveau de l'unité hydraulique du système de freinage du véhicule ou avantageusement, au niveau de l'étrier 4. Dans l'exemple illustré, une chambre 29 est définie par un piston auxiliaire 31 mobile selon l'axe Y et repoussée axialement selon la flèche 23 par un ressort 33 et par la face de la clavette 15, disposée en vis à vis du piston auxiliaire 31.

La clavette 15 forme un piston hydraulique et est repoussée axialement selon l'axe Y dans la direction opposée à la flèche 23 par un ressort 35 exerçant une force supérieure à celle exercée par le ressort 33. En variante, le ressort 35 est remplacé par une clavette 15 étagée, le diamètre d'application de la pression sur ses deux extrémités axiales étant

différent. La clavette 15 comporte des joints 37 permettant d'isoler la chambre 29 par rapport au cylindre 3 et au logement du ressort 35. Le piston 31 comporte un joint 39 permettant d'isoler la chambre 29 par rapport à la pression régnant dans le logement du ressort 33.

Les ressorts 33 et 35 se trouvent dans des logements isolés du liquide de frein et par exemple remplis avec de l'air. Ces logements peuvent tre reliés à l'atmosphère par des canaux non représentés.

Le fonctionnement de l'exemple préféré de réalisation du frein de parking selon la présente invention sera expliqué ci-après.

Le conducteur actionne la commande d'activation de frein de parking, par exemple en appuyant sur une touche ou un commutateur placé dans l'habitacle. Avantageusement, un calculateur non représenté, par exemple le calculateur du système de freinage, vérifie que les consignes du conducteur correspondent à des conditions de sécurité satisfaisantes. Par exemple, si la vitesse du véhicule est supérieure à 5km/h, l'ordre de serrer le frein de parking n'est pas directement exécuté mais le conducteur est averti de l'anomalie par un signal lumineux et/ou sonore. Le calculateur détecte le changement d'état de la touche de commande du frein de parking et contrôle l'amenée du liquide de frein sous haute pression, par exemple comprise entre 107 Pa et 1,7 107 Pa dans le cylindre 3 à partir d'une source de pression non représentée, tels que, un servomoteur pneumatique d'assistance au freinage (booster en terminologie anglo-saxonne) actif commandé par une vanne électrique, une pompe ou un accumulateur. Avantageusement, on met en oeuvre une source de liquide frein sous pression déjà disponible dans un véhicule moderne telles que les pompes ou accumulateurs ABS, les pompes ou accumulateurs ESP, les pompes ou accumulateurs EHB ou autres. La différence de pression entre la haute pression du liquide de frein régnant dans le cylindre 3 et la pression atmosphérique régnant notamment au niveau de la face avant du piston 5 assure l'avancement de ce dernier selon la flèche 41, en direction du disque avec serrage de patins sur le disque assurant l'immobilisation de la roue. Dans la mesure où au moins un train du véhicule est équipé avec les freins selon la présente invention, on assure l'immobilisation du véhicule. Le dispositif 7 de rattrapage de jeu avance également selon la flèche 41, comme on peut le voir sur la figure 2, de manière d'une part à éviter un surréglage par blocage en rotation de la vis 11 par application des portées coniques 43 de la vis 11 et du piston 5 et d'autre part, à ménager un espace 45 entre la face arrière 19 de l'écrou 9 et la première zone de contact 17 de la clavette 15.

Dans l'exemple illustré sur la figure 2, l'espace 45 a une épaisseur inférieure à la différence entre l'extension selon l'axe X de la deuxième zone 21 et de la première zone 17 de la clavette 15. Toutefois, il est bien entendu que la mise en oeuvre d'un espace 45 supérieure à cette différence d'extension selon l'axe X ne sort pas du cadre de la présente invention. En effet, l'épaisseur de l'espace 45 facilite le déplacement de la clavette 15 selon la flèche 23.

Le calculateur, génère le signal 27 (figure 3) de commande d'ouverture de la vanne 25, mettant en communication le cylindre 3 avec la chambre 29. La pression dans la chambre 29 est à ce moment suffisante pour vaincre la force opposée par le ressort 35 et déplace la clavette 15 selon la flèche 23 tel qu'illustré sur la figure 3. Les deuxièmes

zones d'appui 21 de la clavette 15 se trouvent donc en vis à vis de la face arrière de l'écrou 9. Un relâchement de la pression dans le cylindre permet le recul du piston. Le calculateur commande la baisse de pression régnant dans le cylindre 3 provoquant une application ferme des faces arrière 19 de l'écrou 9 sur la deuxième zone d'appui 21 de la clavette 15. Simultanément, le liquide de frein s'écoule de la chambre 29 vers le cylindre 3 par l'intermédiaire de la vanne 25, sous l'action du piston auxiliaire 31 entraîné par le ressort 33 selon la flèche 23.

L'appui ferme assure le blocage en translation de la clavette 15. Il en résulte que la clavette 15 et le piston 5 (par l'intermédiaire du dispositif 7) se bloquent et/ou se verrouillent mutuellement empchant la translation de la clavette malgré une baisse significative de la pression dans la chambre 29. Le frein de parking est donc appliqué dans une condition parfaitement stable mme en l'absence d'alimentation hydraulique, électrique ou autre.

Le calculateur assure alors la fermeture de la vanne 25 isolant la chambre 29 du cylindre 3 comme illustré sur la figure 4.

Il est à noter que l'application de la haute pression dans le cylindre 3 assure une déformation élastique de l'étrier 1, appelée ouverture de l'étrier, qui stocke une énergie élastique considérable assurant le freinage de parking. La quantité d'énergie stockée peut tre optimisée par un dessin particulier de l'étrier ou le choix de matériaux mis en oeuvre favorisant cette déformation lorsqu'il est soumis à des contraintes importantes imposées par la haute pression du fluide hydraulique. Par exemple, on met en oeuvre un étrier en fonte, en acier, en matériau composite ou un étrier en aluminium ou en fonte avec des insert en acier.. De mme, cette énergie peut tre stockée dans des éléments élastiques externes à l'étrier, par exemple pour améliorer la tenue du frein de parking lors de refroidissement d'un frein appliqué à haute température. En variante, le système de freinage selon la présente invention comporte des moyens de mesures de la force de serrage du frein de parking et assure une augmentation de cette force par les cycles précédemment expliqués lorsque cela est nécessaire, par exemple par suite de refroidissement d'un frein appliqué à chaud après des freinages de service importants.

Il est bien entendu que la présente invention n'est pas limitée à la formation d'un espace 45 entre la face 19 de l'écrou 9 et la clavette 15. Il est parfaitement possible sans sortir du cadre de la présente invention d'appliquer directement les freins de parking en déplaçant la clavette 15 selon la flèche 23.

La désactivation du frein de parking selon la présente invention s'effectue selon les étapes suivantes : La vanne 25 est fermée en permanence. Dans un premier temps, on applique une pression supérieure à celle qui a été utilisée pour assurer le verrouillage du frein de parking, par exemple comprise entre 1, 1 x 10 Pa et 2 x 10 Pa.

Le piston 5 ainsi que le dispositif 7 de rattrapage de jeu avance selon la flèche 41 formant un espace 45. En absence de pression dans la chambre 29, le ressort 35 ramène les zones 17 en vis à vis des faces 19 de l'écrou 9 (translation de la clavette 15 dans le

sens opposé à la flèche 23). La pression régnant dans le cylindre 3 est diminuée et le frein de parking est relâché.

Il est bien entendu que la présente invention n'est pas limitée à la mise en oeuvre d'une vanne 25 unique et d'une chambre de pression 29 unique. Au contraire, comme par exemple illustré sur la figure 5, on peut utiliser une vanne 25'double alimentant, sur commande 27', une première chambre 29'située à gauche de la figure 5 permettant de desserrer le frein de parking ou une deuxième chambre 29"située à droite de la figure permettant de serrer le frein de parking à une source de haute pression, directement ou indirectement, par l'intermédiaire du cylindre 3. Dans l'exemple illustré, la vanne 25' comporte trois positions : une première position dans laquelle le cylindre 3 et les deux chambres sont isolés, une deuxième position dans laquelle la chambre 29'est alimentée alors que la chambre 29"est isolée et une troisième position dans laquelle la chambre 29"est alimentée et la chambre 29'est isolée. II est bien entendu que la vanne trois voies unique 25'peut tre remplacée par deux vannes à deux voies, chacune commandant l'alimentation d'une des deux chambres 29'ou 29" De mme, comme illustré sur la figure 6, la clavette 15 peut également tre entraînée par un actionneur électrique ou électromécanique tel qu'un moteur 47 illustré sur la figure 6.

Le moteur 47 reçoit un signal de commande 27"en provenance du calculateur du système de freinage du véhicule.

Sur les figures 7 et 8, on peut voir une première variante de réalisation de la clavette 15 selon la présente invention comportant à ses deux extrémités axiales d'axe Y deux cylindres 49 d'un premier diamètre avec en son centre un troisième cylindre 51 d'un deuxième diamètre inférieur audit premier diamètre, les cylindres de plus grand diamètre 49 étant reliés au cylindre central 51 par des portions tronconiques 53. La face arrière 19 de l'écrou 9 comporte une calotte sphérique.

Sur les figures 9 et 10 on peut voir un deuxième exemple de réalisation d'une clavette selon la présente invention associé à un écrou 9 comportant deux faces arrières 19 diamétralement opposées par rapport à l'axe X. La clavette 15 des figures 9 et 10 comporte également des cylindres de diamètres différents reliés par des zones tronconiques.

Dans une variante non illustrée, la face arrière 19 de l'écrou 9 pénètre dans une rainure à profondeur variable pratiquée dans la clavette 15.

En variante, comme illustré sur la figure 11, le ressort 35 est remplacé par une clavette 15 étagée, le diamètre d'application de la pression sur ses deux extrémités axiales étant différent. La clavette 15 comporte des joints 37 permettant d'isoler la chambre 29 par rapport au cylindre 3 et au logement du ressort 35. Le piston 31 comporte un joint 39 permettant d'isoler la chambre 29 par rapport à la pression régnant dans le logement du ressort 33.

Il est à noter qu'en cas de panne du système de génération de pression, le frein de parking selon la présente invention peut encore tre débloqué en exerçant une force très importante sur la pédale de frein. Le frein de parking selon la présente invention peut

tre associé ou combiné à un frein de secours sans sortir du cadre de la présente invention.

Le frein de parking selon la présente invention s'applique notamment à l'industrie automobile.

Le frein de parking selon la présente invention s'applique principalement à l'industrie de freinage pour véhicules automobiles notamment véhicules de tourisme.