FR3091243A1 - "Piston / screw-nut assembly for motorized actuator for disc brake" - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un ensemble piston (2)/vis (3)-écrou (4) pour actionneur (1) motorisé pour frein à disque comprenant : un piston d’actionnement (2) pour au moins un patin de frein à disque, ledit piston (2) présentant un logement d’appui (22) ménagé à l’arrière de la face d’appui (21) du piston (2), un mécanisme vis (3)-écrou (4) logé dans le logement d’appui (22) du piston (2) et destiné à appliquer un effort axial de serrage sur le piston d’actionnement (2) à partir d'un entraînement rotatif, l’écrou (4) étant monté fixe en rotation à l’intérieur du logement d’appui (22) du piston (2) et entraînable en translation axiale dans ledit logement d’appui (22), l’entraînement en rotation de la vis (3) générant dans un sens une course de l’écrou (4) vers et contre la face arrière (23) de la face d’appui (21) du piston (2) pour appliquer un effort axial de poussée sur ledit piston (2) et dans le sens opposé une course pour rétracter l’écrou (4) et cesser sa poussée axiale sur le piston (2). L’invention consiste en ce que caractérisé en ce que le logement d’appui (22) du piston (2) comporte un moyen de retenue axiale (5, 51) ménagé en saillie radiale dans le logement d’appui (22) et contre lequel, lors de la course de retrait, l’écrou (4) est amené en butée pour entraîner le piston (2) avec lui en retrait. FIGURE 2The invention relates to a piston (2) / screw (3) - nut (4) assembly for a motorized actuator (1) for disc brake, comprising: an actuating piston (2) for at least one disc brake pad, said piston (2) having a support housing (22) formed at the rear of the support face (21) of the piston (2), a screw (3)-nut (4) mechanism housed in the housing d support (22) of the piston (2) and intended to apply an axial clamping force on the actuating piston (2) from a rotary drive, the nut (4) being mounted fixed in rotation to the inside of the support housing (22) of the piston (2) and driven in axial translation in said support housing (22), the rotation drive of the screw (3) generating in one direction a stroke of the nut (4) towards and against the rear face (23) of the bearing face (21) of the piston (2) to apply an axial thrust force on said piston (2) and in the opposite direction a stroke to retract the nut (4) and stop its axial thrust on the piston ( 2). The invention consists in that characterized in that the support housing (22) of the piston (2) comprises an axial retaining means (5, 51) formed in radial projection in the support housing (22) and against which, during the withdrawal stroke, the nut (4) is brought into abutment to drive the piston (2) with it back. FIGURE 2
Description
DescriptionDescription
Titre de l'invention : « Ensemble piston/vis-écrou pour actionneur motorisé pour frein à disque»Title of the invention: "Piston / screw-nut assembly for motorized actuator for disc brake"
[0001] L’invention se rapporte à un ensemble piston/vis-écrou pour actionneur motorisé, par exemple électrique, pour frein à disque comprenantThe invention relates to a piston / screw-nut assembly for a motorized, for example electric actuator, for a disc brake comprising
[0002] - un piston d’actionnement pour au moins un patin de frein à disque, ledit piston présentant un logement d’appui ménagé à l’arrière de la face d’appui du piston,[0002] - an actuating piston for at least one disc brake pad, said piston having a support housing formed at the rear of the support face of the piston,
[0003] - un mécanisme vis-écrou logé dans le logement d’appui du piston et destiné à appliquer un effort axial de serrage sur le piston d’actionnement à partir d'un entraînement rotatif,- a screw-nut mechanism housed in the piston support housing and intended to apply an axial clamping force on the actuating piston from a rotary drive,
[0004] l’écrou étant monté fixe en rotation à l’intérieur du logement d’appui du piston et entraînable en translation axiale dans ledit logement d’appui, l’entraînement en rotation de la vis générant dans un sens une course d’appui de l’écrou vers et contre la face arrière de la face d’appui du piston pour appliquer un effort axial de poussée sur ledit piston et dans le sens opposé une course de retrait pour rétracter l’écrou et cesser sa poussée axiale sur le piston,The nut being mounted fixed in rotation inside the support housing of the piston and driven in axial translation in said support housing, the rotary drive of the screw generating in one direction a stroke of support of the nut towards and against the rear face of the support face of the piston to apply an axial thrust force on said piston and in the opposite direction a withdrawal stroke to retract the nut and stop its axial thrust on the piston,
[0005] caractérisé en ce que le logement d’appui du piston comporte un moyen de retenue axiale ménagé en saillie radiale dans le logement d’appui et contre lequel, lors de la course de retrait, l’écrou est amené en butée pour entraîner le piston avec lui en retrait.Characterized in that the support housing of the piston comprises an axial retaining means formed in radial projection in the support housing and against which, during the withdrawal stroke, the nut is brought into abutment to drive the piston with him back.
[0006] Le domaine de l’invention est le domaine automobile et plus particulièrement les ensembles piston/vis-écrou des actionneurs électriques présents dans les ensembles de freinage comportant un piston pour l’actionnement d’au moins un patin de frein à disque. L’invention est particulièrement adaptée pour coopérer avec n’importe quel type d’actionneur. Ce type d’ensemble peut être mis en œuvre dans les étriers de frein à piston.The field of the invention is the automotive field and more particularly the piston / screw-nut assemblies of the electric actuators present in the brake assemblies comprising a piston for actuating at least one disc brake pad. The invention is particularly suitable for cooperating with any type of actuator. This type of assembly can be used in piston brake calipers.
Etat de la techniqueState of the art
[0007] Dans un véhicule, en particulier routier, la fonction de frein de stationnement et/ou de secours consiste à appliquer et maintenir un serrage de patins de freins liés à une partie solidaire du châssis, sur une partie mobile en rotation qui est liée à une ou plusieurs roues, typiquement un disque ou un tambour.In a vehicle, in particular a road vehicle, the parking brake and / or emergency brake function consists in applying and maintaining a tightening of brake pads linked to a part integral with the chassis, on a mobile part in rotation which is linked to one or more wheels, typically a disc or a drum.
[0008] Dans les ensembles de freinage utilisant un ou des actionneurs électriques, il est connu d’utiliser un système vis-écrou pour exercer un appui linéaire sur le patin, souvent par l’intermédiaire d’un piston. Une telle configuration est par exemple décrite dans le document FR2999257. Ce type de configuration existe pour un fonctionnement électrique seul, ou en combinaison avec un actionnement hydraulique de ce piston ou d’un autre.In brake assemblies using one or more electric actuators, it is known to use a screw-nut system to exert linear support on the pad, often by means of a piston. Such a configuration is for example described in the document FR2999257. This type of configuration exists for electrical operation alone, or in combination with a hydraulic actuation of this piston or another.
[0009] En figure 1 est illustré, dans le cas d’un frein à disque avec freinage de service hydraulique et frein de stationnement électrique, un étrier de frein à disque 1 connu actuellement, comprenant un boîtier 11 enserrant un disque 19 et ses pistes de frottement entre des garnitures de frottement ou plaquettes 17, 18. A titre d'exemple, dans ce montage de type étrier coulissant, ces éléments sont serrés contre les doigts 101 de l'étrier par un piston 13 se déplaçant en translation selon une direction d'actionnement A2. En mode frein de service, ce piston 13 est déplacé dans son logement 150 par une pression hydraulique amenée par une entrée de fluide 15. Cette pression hydraulique entraîne le piston dans le sens d’un serrage du patin. Le piston 13 présente un joint d’étanchéité 16 périphérique qui, lors de l’actionnement hydraulique, vient former une étanchéité entre le piston 13 et le logement du piston 150.In Figure 1 is illustrated, in the case of a disc brake with hydraulic service braking and electric parking brake, a disc brake caliper 1 currently known, comprising a housing 11 enclosing a disc 19 and its tracks friction between friction linings or pads 17, 18. For example, in this assembly of the sliding caliper type, these elements are clamped against the fingers 101 of the caliper by a piston 13 moving in translation in a direction actuation A2. In service brake mode, this piston 13 is moved into its housing 150 by a hydraulic pressure supplied by a fluid inlet 15. This hydraulic pressure drives the piston in the direction of tightening of the shoe. The piston 13 has a peripheral seal 16 which, upon hydraulic actuation, forms a seal between the piston 13 and the housing of the piston 150.
[0010] En mode frein de stationnement, le piston 13 est déplacé par un écrou 122 fixe en rotation dans le logement d’appui 131 du piston 13, coopérant avec la tige ou arbre filetée d’une vis 121 entraînée en rotation selon l'axe A2, l’écrou 122 et la vis 121 formant un actionneur linéaire de stationnement 12. La vis 121 est entraînée par un arbre d'entrée 129 mû par un motoréducteur (non représenté).In parking brake mode, the piston 13 is moved by a nut 122 fixed in rotation in the support housing 131 of the piston 13, cooperating with the rod or threaded shaft of a screw 121 driven in rotation according to the axis A2, the nut 122 and the screw 121 forming a linear parking actuator 12. The screw 121 is driven by an input shaft 129 driven by a geared motor (not shown).
[0011] Pour immobiliser l’écrou 122 en rotation à l’intérieur du piston 13, l’écrou 122 comporte une collerette radiale 123 de contour polygonal et le logement d’appui 131 du piston est délimité par une paroi polygonale complémentaire. L’écrou 122 avec sa collerette 123 est ainsi apte à coulisser axialement avec jeu dans le logement 131 du piston 13 tout en étant fixe en rotation dans ledit logement 131.To immobilize the nut 122 in rotation inside the piston 13, the nut 122 comprises a radial flange 123 of polygonal outline and the support housing 131 of the piston is delimited by a complementary polygonal wall. The nut 122 with its flange 123 is thus able to slide axially with clearance in the housing 131 of the piston 13 while being fixed in rotation in said housing 131.
[0012] Lors de la mise en rotation de la tige filetée 121 par le motoréducteur, l’écrou 122 reste donc immobile en rotation dans le logement d’appui 131 du piston et se déplace en translation le long de la tige filetée 121 en direction de la face d’appui arrière du piston, selon une course dite d’appui pour ainsi agir sur au moins un patin de frein 17 par l’intermédiaire du piston 13 et appliquer sur ledit patin un serrage axial selon l’axe A2.When the threaded rod 121 is rotated by the gearmotor, the nut 122 therefore remains stationary in rotation in the support housing 131 of the piston and moves in translation along the threaded rod 121 in the direction of the rear support face of the piston, in a so-called support stroke so as to act on at least one brake shoe 17 by means of the piston 13 and apply to said shoe an axial tightening along the axis A2.
[0013] Lors du desserrage du frein de stationnement, l’entraînement en rotation en sens inverse de la vis 121 provoque l’entraînement axial de l’écrou 122 dans le sens inverse dans le logement 131 du piston 13 selon une course dite de retrait. Lors de la course de retrait, l’écrou 122 cesse le serrage axial appliqué sur le patin 17 et s’écarte dudit piston 13. Cependant, même si le piston 13 n’est plus serré sur le patin 17, le joint d’étanchéité 16 qui a été comprimé joue alors un rôle de rappel élastique du piston en retour mais avec une action moindre qu’en cas de pression hydraulique. De ce fait, le piston 13 cesse son effort axial sur le patin 17 mais n’est pas entraîné par la course de l’écrou 122 et ne reprend donc pas toujours une position correcte, notamment par rapport à l’écrou 122.When the parking brake is released, the drive in rotation in the opposite direction of the screw 121 causes the axial drive of the nut 122 in the opposite direction in the housing 131 of the piston 13 according to a so-called withdrawal stroke . During the withdrawal stroke, the nut 122 ceases the axial tightening applied to the shoe 17 and moves away from said piston 13. However, even if the piston 13 is no longer tightened on the shoe 17, the seal 16 which has been compressed then plays a role of elastic return of the piston in return but with a lesser action than in the case of hydraulic pressure. As a result, the piston 13 ceases its axial force on the shoe 17 but is not driven by the travel of the nut 122 and therefore does not always return to a correct position, in particular with respect to the nut 122.
[0014] Le but de la présente invention est de pallier tout ou partie des inconvénients de l’état de la technique, et en particulier de proposer un ensemble piston/vis-écrou qui permet de limiter le freinage résiduel et permet un positionnement relatif correct du piston et de l’écrou lors du desserrage du frein, par exemple de stationnement.The object of the present invention is to overcome all or part of the drawbacks of the state of the art, and in particular to propose a piston / screw-nut assembly which makes it possible to limit the residual braking and allows correct relative positioning piston and nut when releasing the brake, for example parking.
Exposé de l’inventionStatement of the invention
[0015] A cet effet, l’invention concerne un ensemble piston/vis-écrou pour actionneur motorisé, par exemple électrique, pour frein à disque comprenantTo this end, the invention relates to a piston / screw-nut assembly for a motorized actuator, for example electric, for disc brake comprising
[0016] -un piston d’actionnement pour au moins un patin de frein à disque, ledit piston présentant un logement d’appui ménagé à l’arrière de la face d’appui du piston,An actuating piston for at least one disc brake pad, said piston having a support housing provided at the rear of the support face of the piston,
[0017] - un mécanisme vis-écrou logé dans le logement d’appui du piston et destiné à appliquer un effort axial de serrage sur le piston d’actionnement à partir d'un entraînement rotatif, l’écrou étant monté fixe en rotation à l’intérieur du logement d’appui du piston et entraînable en translation axiale dans ledit logement, l’entraînement en rotation de la vis générant dans un sens une course d’appui de l’écrou vers et contre la face arrière de la face d’appui du piston pour appliquer un effort axial de poussée sur ledit piston et dans le sens opposé une course de retrait pour rétracter l’écrou et cesser sa poussée axiale sur le piston, caractérisé en ce que le logement d’appui du piston comporte un moyen de retenue axiale ménagé en saillie radiale dans le logement d’appui et contre lequel, lors de la course de retrait, l’écrou est amené en butée pour entraîner le piston avec lui en retrait.- A screw-nut mechanism housed in the piston support housing and intended to apply an axial clamping force on the actuating piston from a rotary drive, the nut being mounted fixed in rotation at the interior of the piston support housing and can be driven in axial translation in said housing, the screw driving in rotation generating in one direction a support stroke of the nut towards and against the rear face of the face d support of the piston to apply an axial thrust force on said piston and in the opposite direction a withdrawal stroke to retract the nut and stop its axial thrust on the piston, characterized in that the support for the piston comprises a axial retaining means arranged in radial projection in the support housing and against which, during the withdrawal stroke, the nut is brought into abutment to drive the piston with it back.
[0018] Ainsi de manière avantageuse, lorsque l’écrou arrive en butée sur le moyen de retenue, cette mise en butée provoque un effet de poussée de l’écrou contre le moyen de retenue, ce qui entraîne en translation le piston dans le sens de la course de retrait de l’écrou et, par conséquent, dans le sens d’un écartement du piston du patin de frein à disque.Thus advantageously, when the nut abuts on the retaining means, this abutment causes a pushing effect of the nut against the retaining means, which drives the piston in translation in the direction of the nut withdrawal stroke and, therefore, in the direction of the disc brake pad piston spacing.
[0019] Ainsi, la butée de l’écrou contre le moyen de retenue permet d'obtenir l’entraînement du piston en retrait et son repositionnement dans le boîtier sous l'effet de l'écrou.Thus, the abutment of the nut against the retaining means makes it possible to obtain the driving of the recessed piston and its repositioning in the housing under the effect of the nut.
[0020] La butée de l’écrou contre le moyen de retenue permet d'obtenir un repositionnement vers l'arrière du piston dans le boîtier sous l'effet de l'écrou.The abutment of the nut against the retaining means provides a rearward repositioning of the piston in the housing under the effect of the nut.
[0021] Plus particulièrement, lors d'une commande de desserrage du frein, l'actionneur est commandé dans le sens du retrait sur une course suffisamment longue pour que l'écrou provoque un retrait du piston.More particularly, during a brake release command, the actuator is controlled in the direction of withdrawal over a stroke long enough for the nut to cause withdrawal of the piston.
[0022] Si le patin de frottement est fixé au piston, le retrait du piston décolle activement le patin de la piste de frottement. Dans le cas contraire, le retrait du piston donne au patin de frottement un jeu supplémentaire, qui facilite son retrait et son décollement de la piste de frottement.If the friction pad is attached to the piston, the withdrawal of the piston actively takes off the pad from the friction track. Otherwise, the withdrawal of the piston gives the friction pad an additional clearance, which facilitates its removal and detachment from the friction track.
[0023] Dans tous les cas, on diminue la durée et/ou l'intensité du frottement résiduel entre le patin et sa piste une fois que le freinage n'est plus demandé.In all cases, the duration and / or the intensity of the residual friction between the pad and its track is reduced once braking is no longer required.
[0024] De manière avantageuse, le moyen de retenue contre lequel l’écrou vient buter permet de limiter la course de retrait de l’écrou dans le logement et de ce fait, de positionner l’écrou dans ledit logement d’appui à une position souhaitée définie par le moyen de retenue axiale à partir de laquelle l’écrou entraîne également en retrait le piston.Advantageously, the retaining means against which the nut abuts allows to limit the withdrawal stroke of the nut in the housing and therefore, to position the nut in said support housing to a desired position defined by the axial retaining means from which the nut also drives the piston back.
[0025] Selon un mode de réalisation de l’invention, le moyen de retenue axiale comprend au moins une portion de jonc annulaire montée en saillie dans le logement d’appui du piston et délimitant la position de l’écrou dans ledit logement d’appui à partir de laquelle l’écrou entraîne le piston en retrait.According to one embodiment of the invention, the axial retaining means comprises at least one portion of annular ring protruding into the bearing housing of the piston and delimiting the position of the nut in said housing support from which the nut drives the piston back.
[0026] Selon un autre mode de réalisation, le moyen de retenue est constitué d’un jonc annulaire solidaire de la paroi du logement d’appui de manière à être en saillie radiale de ladite paroi sur toute sa périphérie.According to another embodiment, the retaining means consists of an annular ring integral with the wall of the support housing so as to project radially from said wall over its entire periphery.
[0027] Ainsi, de préférence, le jonc est un jonc métallique, de préférence élastiquement déformable, fixé sur la paroi du logement d’appui de manière à être en saillie radiale de ladite paroi.Thus, preferably, the rod is a metal rod, preferably elastically deformable, fixed on the wall of the support housing so as to project radially from said wall.
[0028] La au moins une portion de jonc ou le jonc forme une pièce rapportée qui est collée ou soudée ou montée à force sur la paroi interne du logement d’appui. Par exemple, le jonc est collé sur la paroi interne du logement d’appui.The at least one portion of the rod or the rod forms an insert which is glued or welded or force-fitted on the internal wall of the support housing. For example, the rod is glued to the inner wall of the support housing.
[0029] Selon une forme de réalisation encore plus préférée, ce moyen de retenue axiale est agencé pour pouvoir être effacé de la course de l’écrou dans le logement d’appui sous l’effet d’une poussée exercée par l’écrou qui est supérieure à une valeur seuil, et ce lors de son entraînement en translation dans le logement d’appui. Cet effacement du moyen de retenue permet le passage dudit écrou, si nécessaire, par exemple en cas de démontage pour maintenance, également pour l’assemblage et les phases de recalibration.According to an even more preferred embodiment, this axial retaining means is arranged to be able to be erased from the travel of the nut in the support housing under the effect of a thrust exerted by the nut which is greater than a threshold value, and this during its translational drive in the support housing. This erasure of the retaining means allows the passage of said nut, if necessary, for example in the event of disassembly for maintenance, also for assembly and the recalibration phases.
[0030] A cet effet, le jonc annulaire est constitué en un matériau métallique, de préférence élastique, est ouvert et est logé dans une gorge ménagée dans la paroi du logement d’appui de façon à dépasser vers l'intérieur et empiéter sur la course de l'écrou, la gorge présentant un logement de réception pour le jonc lorsque celui-ci est écarté et repoussé dans ladite gorge par l’écrou.To this end, the annular ring is made of a metallic material, preferably elastic, is open and is housed in a groove formed in the wall of the support housing so as to protrude inward and encroach on the stroke of the nut, the groove having a housing for receiving the rod when the latter is moved aside and pushed back into said groove by the nut.
[0031] De préférence, l’écrou se présente sous forme d’un manchon pourvu d’un alésage intérieur taraudé dans lequel est engagée la tige ou arbre fileté de la vis.Preferably, the nut is in the form of a sleeve provided with a tapped internal bore in which the threaded rod or shaft of the screw is engaged.
[0032] L’extrémité de l’écrou destinée à venir en appui contre le piston présente une forme tronconique, ou présente un chanfrein, afin de prendre appui sur la face arrière de la face d’appui du piston de frein présentant une forme complémentaire.The end of the nut intended to bear against the piston has a frustoconical shape, or has a chamfer, in order to bear on the rear face of the bearing face of the brake piston having a complementary shape .
[0033] L’invention a également pour objet un frein de véhicule comprenant au moins un ensemble piston/vis-écrou selon l’un ou plusieurs des aspects précédents, ou incluant au moins un actionneur comprenant un ensemble piston/vis-écrou selon l’un ou plusieurs des aspects précédents.The invention also relates to a vehicle brake comprising at least one piston / screw-nut assembly according to one or more of the preceding aspects, or including at least one actuator comprising a piston / screw-nut assembly according to the one or more of the foregoing.
[0034] Selon un autre aspect de l’invention, conforme à l’un ou plusieurs des aspects précédents, il est prévu un procédé d'assemblage d'un frein ou d'un actionneur de frein comprenant un ensemble piston/vis-écrou selon l’invention, comprenant les étapes suivantes :According to another aspect of the invention, in accordance with one or more of the preceding aspects, there is provided a method for assembling a brake or a brake actuator comprising a piston / screw-nut assembly according to the invention, comprising the following steps:
[0035] - fourniture d'un écrou d'appui, présentant une géométrie intérieure déterminée ;- Providing a support nut, having a determined internal geometry;
[0036] - fourniture d'un piston de frein comportant un logement d’appui agencé pour recevoir un effort de serrage de la part dudit écrou d'appui et présentant une forme antirotation d'une géométrie déterminée ;- supply of a brake piston comprising a support housing arranged to receive a clamping force on the part of said support nut and having an anti-rotation shape of a determined geometry;
[0037] - fourniture d’une vis pour entraîner en translation l’écrou d’appui dans le logement d’appui- Provision of a screw to drive in translation the support nut in the support housing
[0038] - fourniture d’un moyen de retenue axiale destiné à être monté dans le logement d’appui du piston de manière à être en saillie radiale dans ledit logement et- Provision of an axial retaining means intended to be mounted in the support housing of the piston so as to be radially projecting in said housing and
[0039] - assemblage dudit moyen de retenue, du piston, du manchon d’appui et de la vis pour former ledit ensemble, la course de l’écrou étant définie entre l’extrémité d’appui du piston et le moyen de retenue.- assembly of said retaining means, the piston, the support sleeve and the screw to form said assembly, the stroke of the nut being defined between the bearing end of the piston and the retaining means.
[0040] Description des figures et des modes de réalisationDescription of the figures and embodiments
[0041] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de modes de réalisation nullement limitatifs, au regard de figures annexées sur lesquelles :Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the detailed description of non-limiting embodiments, with reference to the appended figures in which:
[0042] [fig.l] est une vue en coupe longitudinale selon l'axe du piston, qui illustre un étrier hydraulique de frein à disque portant un actionneur motorisé de frein de stationnement comprenant un mécanisme vis-écrou, selon l'art antérieur ;[Fig.l] is a longitudinal sectional view along the axis of the piston, which illustrates a hydraulic disc brake caliper carrying a motorized parking brake actuator comprising a screw-nut mechanism, according to the prior art ;
[0043] [fig.2] est une vue en coupe d’un ensemble piston/vis-écrou d’un actionneur selon l’invention en position active d’actionnement au serrage ;[Fig.2] is a sectional view of a piston / screw-nut assembly of an actuator according to the invention in the active actuation position when tightening;
[0044] [fig.3] est une vue en coupe d’un ensemble selon la figure 2 en position intermédiaire d’actionnement en cours de retrait ;[Fig.3] is a sectional view of an assembly according to Figure 2 in the intermediate actuation position during removal;
[0045] [fig.4] est une vue en coupe d’un ensemble selon la figure 2 en position inactive d’actionnement en fin de retrait ;[Fig.4] is a sectional view of an assembly according to Figure 2 in the inactive actuation position at the end of withdrawal;
[0046] [fig.5A] est une vue en coupe d’une autre forme de réalisation d’un ensemble selon l’invention avec moyen de retenue effaçable au retrait ;[Fig.5A] is a sectional view of another embodiment of an assembly according to the invention with erasable retaining means upon withdrawal;
[0047] [fig.5B] représente une vue en coupe selon la figure 5A, le moyen de retenue étant effacé ; et[Fig.5B] shows a sectional view according to Figure 5A, the retaining means being deleted; and
[0048] [fig.6] représente un diagramme représentant la force développée en fonction de la course de l’écrou de l’ensemble piston/vis-écrou de l’invention.[Fig.6] shows a diagram representing the force developed as a function of the stroke of the nut of the piston / screw-nut assembly of the invention.
Description des modes de réalisationDescription of the embodiments
[0049] Les modes de réalisation qui vont être décrits ne sont nullement limitatifs ; on pourra notamment mettre en œuvre des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieure. Cette sélection comprend au moins une caractéristique de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieure.The embodiments which will be described are in no way limiting; it will be possible in particular to implement variants of the invention comprising only a selection of characteristics described subsequently isolated from the other characteristics described, if this selection of characteristics is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention from in the state of the prior art. This selection comprises at least one preferably functional characteristic without structural details, or with only a part of the structural details if this part only is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention from the state of the prior art.
[0050] En particulier toutes les variantes et tous les modes de réalisation décrits sont combinables entre eux si rien ne s’oppose à cette combinaison sur le plan technique.In particular, all the variants and all the embodiments described can be combined with one another if nothing is opposed to this combination on the technical level.
[0051] En figure 2 est illustré un piston de frein 2 pour étrier de freinage, le piston de frein 2 étant agencé et configuré pour être entraîné en translation par un mécanisme vis-écrou, de gauche à droite (sur la figure), ou inversement, à partir d’un entraînement rotatif, non représenté. Le piston de frein 2 présente une face d’appui 21 prévue pour exercer un effort axial sur un patin qui est destiné à serrer un disque de frein (non représenté), par exemple similaire à celui représenté à la figure 1 tandis qu’à l’arrière de cette face d’appui 21 est prévu un logement d’appui 22. Le piston 2 de frein est immobilisé en rotation par rapport au boîtier de frein entourant ledit piston 2. Le piston 2 de frein comporte ainsi un logement d’appui 22 agencé pour recevoir un appui axial de la part de l’écrou 4 et présentant une forme anti-rotation d'une géométrie déterminée comprenant au moins une nervure ménagée en saillie axiale dans le logement 22.In Figure 2 is illustrated a brake piston 2 for the brake caliper, the brake piston 2 being arranged and configured to be driven in translation by a screw-nut mechanism, from left to right (in the figure), or conversely, from a rotary drive, not shown. The brake piston 2 has a bearing face 21 designed to exert an axial force on a shoe which is intended to apply a brake disc (not shown), for example similar to that shown in FIG. 1 while at the 'rear of this support face 21 is provided a support housing 22. The brake piston 2 is immobilized in rotation relative to the brake housing surrounding said piston 2. The brake piston 2 thus comprises a support housing 22 arranged to receive axial support from the nut 4 and having an anti-rotation shape of a determined geometry comprising at least one rib formed in axial projection in the housing 22.
[0052] Le mécanisme vis-écrou de l’ensemble de l’invention est logé dans le logement d’appui 22 du piston 2.The screw-nut mechanism of the assembly of the invention is housed in the support housing 22 of the piston 2.
[0053] Un entraînement rotatif (non représenté) est prévu pour entraîner en rotation la vis 3 du mécanisme vis-écrou, tandis que l’écrou 4 du mécanisme vis-écrou est immobilisé en rotation dans le logement d’appui 22 du piston 2.A rotary drive (not shown) is provided to rotate the screw 3 of the screw-nut mechanism, while the nut 4 of the screw-nut mechanism is immobilized in rotation in the support housing 22 of the piston 2 .
[0054] Cet écrou 4 est donc agencé et configuré pour se déplacer en translation dans le logement d’appui 22 du piston 2 lorsque la vis 3 est entraînée en rotation.This nut 4 is therefore arranged and configured to move in translation in the support housing 22 of the piston 2 when the screw 3 is rotated.
[0055] Selon un premier sens de rotation de la vis 3, l’écrou 4 est entraîné en translation vers une face arrière d’appui 23 du piston 3 pour appliquer un effort axial de poussée selon la direction de l’axe Al, selon une course dite d’appui. Dans le sens de rotation opposé, l’écrou 4 est entraîné en translation dans le sens inverse et cesse d’appliquer un effort axial et s’écarte de la face d’appui 23 selon une course dite de retrait.According to a first direction of rotation of the screw 3, the nut 4 is driven in translation towards a rear support face 23 of the piston 3 to apply an axial thrust force in the direction of the axis Al, along a so-called support race. In the opposite direction of rotation, the nut 4 is driven in translation in the opposite direction and ceases to apply an axial force and moves away from the bearing face 23 according to a so-called withdrawal stroke.
[0056] L’écrou 4 se présente sous la forme d’un manchon cylindrique 41 présentant la forme d’un tube cylindrique dont l’alésage intérieur taraudé coopère avec l’arbre ou tige fileté 31 de la vis 3. Le manchon d’appui 41 comprend une tête présentant une face d’appui axial 42 agencée et configurée pour prendre appui contre la face arrière d’appui 23 du piston de frein.The nut 4 is in the form of a cylindrical sleeve 41 having the form of a cylindrical tube whose internal threaded bore cooperates with the threaded shaft or rod 31 of the screw 3. The sleeve support 41 comprises a head having an axial support face 42 arranged and configured to bear against the rear support face 23 of the brake piston.
[0057] La face d’appui du manchon 41 présente la forme d’un chanfrein 42, de préférence de révolution autour de l’axe et par exemple conique ou ovoïde ou sphérique. Le manchon 41 est pourvu d’une collerette 43 rapportée, par exemple par emmanchement axial forcé, qui dépasse radialement et comporte sur sa périphérie au moins une encoche 44 engagée dans une nervure ménagée en saillie de la paroi du logement d’appui 22, et de forme, par exemple, longitudinale.The bearing face of the sleeve 41 has the shape of a chamfer 42, preferably of revolution around the axis and for example conical or ovoid or spherical. The sleeve 41 is provided with an attached flange 43, for example by forced axial fitting, which protrudes radially and has on its periphery at least one notch 44 engaged in a rib protruding from the wall of the support housing 22, and in shape, for example, longitudinal.
[0058] Lors de l’entraînement en rotation de l’arbre fileté 31 en vue d’un serrage du disque de frein, l’écrou 4 est entraîné en translation vers la face d’appui arrière 23 du piston de frein 2 selon la flèche a. Une fois l’extrémité d’appui 42 de l’écrou 4 en contact avec la face d’appui arrière 23 du piston de frein 2 comme cela est visible à la figure 2, l’écrou 4 exerce un effort de poussée axiale contre ladite face 23.When the threaded shaft 31 is rotated in order to apply the brake disc, the nut 4 is driven in translation towards the rear bearing face 23 of the brake piston 2 according to the arrow a. Once the bearing end 42 of the nut 4 in contact with the rear bearing face 23 of the brake piston 2 as can be seen in FIG. 2, the nut 4 exerts an axial thrust force against said face 23.
[0059] La face d’appui 21 du piston 2 exerce alors un effort de poussée axiale sur un patin (non représenté) selon la flèche A.The bearing face 21 of the piston 2 then exerts an axial thrust force on a shoe (not shown) according to the arrow A.
[0060] Pour desserrer le frein parking, l’arbre fileté 31 de la vis 3 est entraîné en rotation dans le sens contraire de sorte que l’écrou 4 est entraîné en translation dans le sens opposé (flèche b) et cesse d’exercer un effort de poussée axiale sur le piston 2. Lors de cette course en retrait de l’écrou 4, le piston 2 cesse également son effort de poussée axiale contre le patin du frein.To release the parking brake, the threaded shaft 31 of the screw 3 is rotated in the opposite direction so that the nut 4 is driven in translation in the opposite direction (arrow b) and ceases to exercise an axial thrust force on the piston 2. During this stroke back from the nut 4, the piston 2 also ceases its axial thrust force against the brake shoe.
[0061] Le logement d’appui 22 du piston 2 comporte en outre un moyen de retenue axiale 5 ménagé en saillie dans ledit logement 22 et limitant la course en translation de retrait de l’écrou 4 dans le logement 22.The support housing 22 of the piston 2 further comprises an axial retaining means 5 protruding into said housing 22 and limiting the translational travel of withdrawal of the nut 4 in the housing 22.
[0062] Ainsi, lors de cette course en retrait de l’écrou 4, la collerette radiale 43 de celui-ci vient buter contre le moyen de retenue axiale 5. Cette mise en butée provoque alors une poussée de la collerette 43 selon la flèche b contre le moyen de retenue axiale 5 et provoque l’entraînement en retrait du piston 2 avec l’écrou 4, depuis la position représentée à la figure 4 par la ligne en pointillés.Thus, during this race back from the nut 4, the radial flange 43 thereof abuts against the axial retaining means 5. This abutment then causes a thrust of the flange 43 according to the arrow b against the axial retaining means 5 and causes the retraction of the piston 2 with the nut 4, from the position shown in Figure 4 by the dotted line.
[0063] Dans cet exemple, ce moyen de retenue est constitué d’un jonc annulaire 5 (bague) fixé sur la paroi interne du logement d’appui 22 du piston 2 de sorte à être en saillie radiale dans ledit logement 22 et former ainsi un jonc d'arrêt axial. Ce jonc présente une section de forme circulaire ou ovale dans cet exemple, mais pourrait aussi présenter d'autres formes.In this example, this retaining means consists of an annular ring 5 (ring) fixed on the internal wall of the support housing 22 of the piston 2 so as to project radially into said housing 22 and thus form an axial stop ring. This ring has a circular or oval section in this example, but could also have other shapes.
[0064] Selon une variante de réalisation, représentée à la figure 5A, le moyen de retenue 51 est en outre configuré pour être monté en saillie dans le logement d’appui 22 du piston 2 formant ainsi une butée pour l’écrou 4 tout en étant effaçable dudit logement d’appui 22, pour permettre le passage dudit écrou 4 au-delà du moyen de retenue axiale 51.According to an alternative embodiment, shown in Figure 5A, the retaining means 51 is further configured to be mounted projecting in the support housing 22 of the piston 2 thus forming a stop for the nut 4 while being erasable from said support housing 22, to allow the passage of said nut 4 beyond the axial retaining means 51.
[0065] En effet, il est avantageux par exemple lors de la maintenance de pouvoir démonter l’ensemble vis-écrou hors du logement d’appui 22.Indeed, it is advantageous for example during maintenance to be able to disassemble the screw-nut assembly out of the support housing 22.
[0066] A cet effet, le jonc 51 constituant le moyen de retenue est ouvert et constitué d’un matériau déformable, de préférence élastiquement. Il est logé dans une gorge 52 ménagée dans la paroi interne du logement d’appui 22. Le jonc 51 est logé dans ladite gorge 52 de façon à dépasser vers l'intérieur et empiéter sur la course de l'écrou 4, la gorge 52 présentant un logement de réception pour le jonc 51 lorsque celui-ci est écarté et repoussé dans ladite gorge 52 par l’écrou 4 (figure 5B).To this end, the rod 51 constituting the retaining means is open and made of a deformable material, preferably elastically. It is housed in a groove 52 formed in the internal wall of the support housing 22. The rod 51 is housed in said groove 52 so as to project inward and encroach on the travel of the nut 4, the groove 52 having a receiving housing for the rod 51 when the latter is moved aside and pushed back into said groove 52 by the nut 4 (FIG. 5B).
[0067] Ainsi, lorsqu’une poussée est exercée par l’écrou 4 sur le jonc 51 et dépasse une valeur seuil, par exemple lors d'un démontage, d’une phase de recalibration ou d’assemblage, le jonc 51 ouvert s’efface dans l’espace vide de la rainure 52 pour libérer le passage de l’écrou 4 et reprendre sa place initiale en saillie sous l’effet de son élasticité. Bien entendu, le jonc 51 est effaçable dans l’autre sens de la course de l’écrou 4.Thus, when a thrust is exerted by the nut 4 on the rod 51 and exceeds a threshold value, for example during disassembly, a recalibration or assembly phase, the rod 51 open s 'clears in the empty space of the groove 52 to free the passage of the nut 4 and return to its original projecting position under the effect of its elasticity. Of course, the rod 51 can be erased in the other direction of travel of the nut 4.
[0068] Le trait épais vertical en figure 6 représente la phase où le frein reste serré, par exemple le temps d'un stationnement.The thick vertical line in Figure 6 represents the phase where the brake remains applied, for example the time of parking.
[0069] La partie gauche de la courbe représente des courses allant dans le sens du serrage du frein (ou vers l'avant), tandis que la partie droite représente des courses allant dans le sens du desserrage du frein (ou vers l'arrière).The left part of the curve represents strokes going in the direction of brake application (or forward), while the right part represents strokes going in the direction of brake release (or backwards) ).
[0070] Lors de l’actionnement du frein de parking à l’aide d’un ensemble piston/vis-écrou selon l’invention, on commande l’entraînement en translation de l’écrou 4 depuis sa position inactive représentée en figure 2 par l’entraînement en rotation de la vis 3. Cette course d’appui est ainsi représentée par les portions a (course d'approche) et b (course de serrage) de la courbe représentée à la figure 6. Comme on peut le voir, le début de la course se fait sans exercer de poussée et correspond à la course d'approche de l’écrou 4 vers la face arrière d’appui 23 du piston 2. Une fois l’extrémité d’appui 42 de l’écrou 4 en appui contre cette face 23, comme cela est visible à la figure 2, la poursuite de la course d’appui de l’écrou 4 génère la poussée axiale contre le piston 2 qui exerce alors à son tour une poussée axiale contre un patin de serrage. Cette portion de course de l’écrou est représenté par la portion b de la courbe de la figure 6, et peut être qualifiée de course de serrage.When the parking brake is actuated using a piston / screw-nut assembly according to the invention, the drive in translation of the nut 4 is controlled from its inactive position shown in FIG. 2 by the rotary drive of the screw 3. This support stroke is thus represented by the portions a (approach stroke) and b (tightening stroke) of the curve shown in FIG. 6. As can be seen , the start of the stroke is made without exerting a push and corresponds to the approach stroke of the nut 4 towards the rear support face 23 of the piston 2. Once the support end 42 of the nut 4 in abutment against this face 23, as can be seen in FIG. 2, the continuation of the bearing stroke of the nut 4 generates the axial thrust against the piston 2 which then in turn exerts an axial thrust against a pad Clamping. This portion of the nut's stroke is represented by the portion b of the curve in FIG. 6, and can be qualified as a tightening stroke.
[0071] Une fois, le desserrage du frein de parking commandé, l’écrou 4 est entraîné en translation dans le sens opposé selon une course de retrait grâce à laquelle la poussée exercée sur le piston 2 diminue (portion c de la courbe de la figure 6, ou course de desserrage) jusqu’à un écartement de l’extrémité d’appui 42 de l’écrou 4 de la face arrière d’appui 23. Une fois le contact de l’écrou 4 et de la face arrière d’appui 23 du piston rompu, la course en retrait de l’écrou 4 seul est représentée par la portion d de la courbe de la figure 6.Once, the release of the controlled parking brake, the nut 4 is driven in translation in the opposite direction according to a withdrawal stroke by which the thrust exerted on the piston 2 decreases (portion c of the curve of the Figure 6, or loosening stroke) to a spacing of the support end 42 of the nut 4 of the rear support surface 23. Once the contact of the nut 4 and the rear face d support 23 of the broken piston, the recessed stroke of the nut 4 alone is represented by the portion d of the curve in FIG. 6.
[0072] Cette course de retrait se poursuit jusqu’au moment où la collerette radiale 43 de l’écrou 4 vient en butée contre le moyen de retenue 5 ce qui génère un effort de poussée sur le moyen de retenue 5 comme l’illustre la portion e de la courbe de la figure 6, formant une course de retrait du piston 2. Cet effort cesse à la fois avec l’arrêt de l’entraînement en translation arrière de l’écrou 4 (arrêt de la rotation de la vis 3) et l’entraînement en retrait du piston 2 par rapport au serrage du patin, ce qui repositionne correctement l’écrou 4 et le piston 2 l’un par rapport ainsi que le piston 2 par rapport à sa position dans le boîtier comme le représente la portion f de la courbe de la figure 6. La portion f de la courbe représente un actionnement optionnel dans le sens du serrage, qui est déterminé pour repositionner l'écrou 4, et de préférence le piston 2, dans une position où il est prêt à réaliser un nouveau serrage pour un nouveau freinage.This withdrawal stroke continues until the radial flange 43 of the nut 4 abuts against the retaining means 5 which generates a thrust force on the retaining means 5 as illustrated in portion e of the curve of FIG. 6, forming a retraction stroke of the piston 2. This effort ceases at the same time with the stopping of the drive in rear translation of the nut 4 (stopping the rotation of the screw 3 ) and the drive back of the piston 2 relative to the tightening of the shoe, which correctly reposition the nut 4 and the piston 2 relative to each other as well as the piston 2 relative to its position in the housing as shown the portion f of the curve in FIG. 6. The portion f of the curve represents an optional actuation in the direction of tightening, which is determined to reposition the nut 4, and preferably the piston 2, in a position where it is ready to re-tighten for new braking.
[0073] L’assemblage de l’ensemble piston/vis-écrou va maintenant être décrit. Cet assemblage comprend les étapes suivantes :The assembly of the piston / screw-nut assembly will now be described. This assembly includes the following steps:
[0074] - fourniture d'un écrou d'appui, présentant une géométrie intérieure déterminée ;- Supply of a support nut, having a determined internal geometry;
[0075] - fourniture d'un piston de frein comportant un logement d’appui agencé pour recevoir un effort de serrage de la part dudit écrou d'appui et présentant une forme antirotation d'une géométrie déterminée ;- supply of a brake piston comprising a support housing arranged to receive a clamping force on the part of said support nut and having an anti-rotation shape of a determined geometry;
[0076] - fourniture d’une vis pour entraîner en translation l’écrou d’appui dans le logement d‘appui,- provision of a screw to drive the support nut in translation in the support housing,
[0077] - fourniture d’un moyen de retenue axiale destiné à être monté dans le logement d’appui du piston de manière à être en saillie radiale dans ledit logement et- Provision of an axial retaining means intended to be mounted in the support housing of the piston so as to be radially projecting in said housing and
[0078] - assemblage dudit moyen de retenue, du piston, de l’écrou et de la vis pour former un ensemble selon l’invention.- assembly of said retaining means, the piston, the nut and the screw to form an assembly according to the invention.
[0079] Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention.Of course, the invention is not limited to the examples which have just been described and numerous modifications can be made to these examples without departing from the scope of the invention.
NomenclatureNomenclature
[0080] 1 étrier de frein à disque1 disc brake caliper
[0081] 101 doigts d'étrier101 stirrup fingers
[0082] 11 boîtier d’étrier11 caliper housing
[0083] 12 actionneur linéaire de stationnement12 linear parking actuator
[0084] 121 vis de l'actionneur121 actuator screw
[0085] 122 écrou de l'actionneur122 actuator nut
[0086] 123 collerette radiale de l’écrou123 radial flange of the nut
[0087] 129 arbre d'entrée de la vis d'actionneur129 input shaft of the actuator screw
[0088] 13 piston de frein13 brake piston
[0089] 130 face d’appui du piston de frein130 bearing face of the brake piston
[0090] 131 logement d’appui du piston de frein131 brake piston support housing
[0091] 15 entrée hydraulique15 hydraulic inlet
[0092] 150 logement de piston - chambre hydraulique150 piston housing - hydraulic chamber
[0093] 16 joint d’étanchéité périphérique16 peripheral seal
[0094] 17, 18 garnitures de frottement17, 18 friction linings
[0095] 19 disque de frein - pistes de frottement19 brake disc - friction tracks
[0096] 2 piston de frein2 brake piston
[0097] 21 face d’appui du piston21 support face of the piston
[0098] 22 logement d’appui du piston22 piston support housing
[0099] 23 face arrière de la face d’appui23 rear face of the support face
[0100] 3 vis de l’actionneur3 screws of the actuator
[0101] 31 arbre fileté de la vis31 threaded shaft of the screw
[0102] 4 écrou de l’actionneur[0102] 4 actuator nut
[0103] 41 manchon de l’écrou41 sleeve of the nut
[0104] 42 face d’appui de l’écrou42 support face of the nut
[0105] 43 collerette radiale de l’écrou43 radial flange of the nut
[0106] 44 encoche de la collerette44 notch in the collar
[0107] 5 moyen de retenue5 retaining means
[0108] 51 jonc51 rod
[0109] 52 ramure52 antlers
[0110] Al direction d'actionnement - axe du piston de frein et du dispositif d’écrouAl direction of actuation - axis of the brake piston and the nut device
[0111] A2 direction d'actionnement - axe du piston de frein (art antérieur)A2 actuation direction - axis of the brake piston (prior art)
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20140019493A (en) * | 2012-08-06 | 2014-02-17 | 현대모비스 주식회사 | Electronic parking brake |
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- 2018-12-31 FR FR1874400A patent/FR3091243B1/en active Active
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