FR2996891A1 - Tambour de frein comportant une couronne thermique avec un anneau de serrage - Google Patents

Abstract

Tambour de frein disposant d'une tôle emboutie (2) comprenant une partie circulaire de forme cylindrique (4) comportant à l'intérieur une piste de freinage, et une partie formant un moyeu (8) centré sur un axe (A), caractérisé en ce qu'il comporte une couronne thermique (20) entourant la partie cylindrique (4), comprenant un anneau (22) maintenu par serrage sur cette partie cylindrique, sur lequel est fixée une masse thermique circulaire (24) réalisée dans un matériau comprenant une bonne conductibilité thermique.

Description

TAMBOUR DE FREIN COMPORTANT UNE COURONNE THERMIQUE AVEC UN ANNEAU DE SERRAGE La présente invention concerne un tambour de frein, en particulier pour le freinage d'un véhicule automobile, ainsi qu'un procédé de fabrication d'un tel tambour, et un véhicule automobile équipé de ce type de tambour de frein. Les véhicules automobiles comportent généralement un système de freinage comprenant une pédale de frein agissant sur un maître cylindre, pour transmettre par des circuits hydrauliques une pression du fluide vers des freins qui agissent sur chaque roue du véhicule. Un type de frein connu comporte un tambour fixé à un moyeu tournant avec la roue, comprenant une surface cylindrique intérieure recevant la pression de deux segments de freins qui s'écartent l'un de l'autre sous l'effet d'un vérin hydraulique de commande. Pour réduire la masse du tambour tout en améliorant sa capacité d'absorption d'énergie thermique, un type de tambour connu, présenté notamment par le document FR-A1-2966537, comporte une tôle comprenant une forme cylindrique dont la face intérieure constitue la piste de freinage, la face extérieure comportant un anneau qui est d'abord fixé sur ce cylindre, avant de recevoir ensuite par surmoulage une masse thermique en alliage d'aluminium, afin de réaliser un bon accrochage de cette masse. Un problème qui se pose avec ce type de tambour de frein est que la liaison mécanique entre la tôle cylindrique et la masse thermique surmoulée, comporte une adhérence qui est très rigide à cause de ce procédé de surmoulage donnant un collage des matériaux. On a alors avec les dilatations différentielles élevées, lors des freinages prononcés qui génèrent un fort échauffement du tambour de frein, des contraintes mécaniques et thermomécaniques importantes.

La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure.

Elle propose à cet effet un tambour de frein disposant d'une tôle emboutie comprenant une partie circulaire de forme cylindrique comportant à l'intérieur une piste de freinage, et une partie formant un moyeu centré sur un axe, caractérisé en ce qu'il comporte une couronne thermique entourant la partie cylindrique, comprenant un anneau maintenu par serrage sur cette partie cylindrique, sur lequel est fixée une masse thermique circulaire réalisée dans un matériau comprenant une bonne conductibilité thermique. Un avantage du tambour de frein selon l'invention est que l'on peut obtenir d'une part une forte adhérence de la masse thermique avec l'anneau, 10 grâce notamment à un surmoulage de cette masse sur l'anneau, et d'autre part un maintien efficace de la couronne thermique sur la tôle emboutie grâce à un serrage par emmanchement de cet anneau sur la partie cylindrique, réalisant une fixation de la couronne sans collage des matériaux. Le tambour de frein selon l'invention peut de plus comporter une ou 15 plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, l'anneau de serrage est formé par une bande circulaire en acier mise à plat sur la partie cylindrique. Avantageusement, la masse thermique circulaire est réalisée dans un 20 alliage d'aluminium, qui est surmoulé sur l'anneau de serrage. Avantageusement, la masse thermique circulaire comporte des ailettes radialement extérieures, formées par le surmoulage. En particulier, la masse thermique circulaire peut dépasser axialement de chaque côté de l'anneau de serrage. 25 Avantageusement, la masse thermique circulaire comporte sur la face transversale opposée au moyeu, une rainure circulaire prévue pour recevoir un bossage complémentaire d'un plateau du frein. Selon une variante, l'anneau de serrage comporte un rebord circulaire tourné radialement vers l'extérieur.

En particulier, la partie cylindrique de la tôle emboutie peut être reliée au moyeu par un raccordement comprenant un grand rayon qui est sensiblement constant sur le contour du tambour. L'invention a aussi pour objet un procédé de fabrication d'un tambour de frein comprenant l'une quelconque des caractéristiques précédentes, qui comporte les étapes suivantes, une tôle est emboutie pour former la partie circulaire de forme cylindrique et le moyeu, la masse thermique est surmoulée sur l'anneau de serrage pour former la couronne thermique, puis cette couronne thermique est emmanchée sur la partie cylindrique, et enfin des usinages complémentaires sont réalisés. L'invention a de plus pour objet un véhicule automobile comprenant un système de freinage équipé de tambours de frein, qui comporte l'une quelconque des caractéristiques précédentes. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en demi-coupe axiale d'un tambour de frein selon l'invention ; - les figures 2 à 5 sont des vues successives de différentes étapes d'un procédé de fabrication de ce tambour de frein ; et - la figure 6 est une vue partielle en coupe axiale d'un tambour de frein suivant une variante. La figure 1 présente un tambour de frein 1 comportant une tôle emboutie 2 comprenant une partie cylindrique 4 centrée sur un axe de rotation A, disposant d'une surface intérieure formant une piste de frottement pour des patins de freins qui viennent presser dessus La partie cylindrique 4 est reliée par un raccordement comprenant un grand rayon 6 sensiblement constant sur le contour du tambour, à un moyeu transversal sensiblement plat 8, qui comporte des perçages 10 recevant des vis permettant de fixer une roue du véhicule.

La tôle 2 réalisée par emboutissage d'un acier, qui peut être en particulier un acier inoxydable, comprenant des caractéristiques mécaniques supérieures à celle de la fonte, constitue un moyen simple et économique comportant une masse réduite, permettant d'obtenir une pièce rigide.

La surface extérieure de la partie cylindrique 4 reçoit une couronne thermique circulaire 20 enserrant cette partie, comprenant un anneau de serrage 22 formé par une bande circulaire en acier mise à plat sur ce cylindre, sur laquelle est fixée de manière rigide une masse thermique en alliage d'aluminium 24, qui constitue une matière comprenant une bonne capacité d'absorption de calories grâce à sa conductibilité thermique. On notera que la conductibilité de l'alliage d'aluminium qui est de l'ordre de 120 à 180W/m.K suivant les alliages, est nettement plus importante que celle de la fonte qui est de l'ordre de 50W/m.K, ce qui assure une évacuation thermique bien meilleure avec une masse réduite.

La figure 2 présente une première étape d'un procédé de fabrication du tambour de frein 1, comprenant l'emboutissage et la découpe de la tôle 2 afin de former la partie cylindrique 4 et le moyeu 8, reliés par le grand rayon 6 qui permet d'absorber des différences de dilatation entre ces deux parties sans introduire de contraintes trop importantes dans la matière.

La figure 3 présente une deuxième étape, comprenant la réalisation de l'anneau de serrage 22 dans une tôle en acier, comportant une résistance mécanique suffisante pour permettre un serrage sur la partie cylindrique 4 de la tôle emboutie 2, avec une mise en place par emmanchement, afin de garantir un maintien dans le temps pour toutes les conditions de température. La figure 4 présente une troisième étape, comprenant le surmoulage de la masse thermique 24 formée par l'alliage d'aluminium, sur l'anneau de serrage 22, qui est fait par injection dans un moule. La masse thermique 24 comporte axialement une largeur qui dépasse 30 de chaque côté de l'anneau de serrage 22. Son contour extérieur comporte une série de petites ailettes radiales 30 régulièrement réparties et de faible 2 996 89 1 5 hauteur, qui sont obtenues directement par le surmoulage, afin d'augmenter la surface d'échange thermique avec l'air ambiant. La masse thermique 24 peut comporter sur la face transversale 12 opposée au moyeu 8, appelée par convention face avant, une rainure 5 circulaire 32 présentée figure 1, qui est complémentaire avec un bossage circulaire d'un plateau supportant les patins de frein, afin d'assurer une étanchéité à l'eau et à la poussière de l'intérieur du tambour 1. La figure 5 présente une quatrième étape comprenant l'emmanchement de la couronne thermique 20 sur la partie cylindrique 4, qui peut être fait par 10 une presse serrant axialement cette couronne. En particulier, le serrage de l'anneau 22 sur la partie cylindrique 4 de la tôle emboutie 2, peut être de l'ordre 0,2mm au rayon afin d'assurer un maintien fiable. Ce niveau de serrage permet d'éviter un décollement des surfaces causé par la dilation différentielle des matériaux en présence, dans tous les cas d'échauffement.

15 Enfin un usinage de finition du tambour de frein 1 peut être réalisé, comprenant notamment un usinage fin ou une rectification de la surface intérieure de frottement, afin d'assurer une parfaite circularité et un état de surface adapté. Comme présenté figure 1, l'anneau de serrage 22 comporte une largeur 20 lui permettant de couvrir une grande partie de la surface extérieure de la partie cylindrique 4. L'anneau 22 couvre notamment la majeure partie de la piste de frottement interne, de manière à assurer une conduction la plus directe entre cette piste de frottement générant des calories lors des freinages, et la masse thermique 24 se trouvant dessus.

25 En complément, la masse thermique 24 peut dans sa largeur 34, 36 se trouvant axialement à l'extérieur de l'anneau de serrage 22, venir directement en contact avec la surface extérieure de la partie cylindrique 4, afin d'assurer un échange thermique direct entre la tôle emboutie 2 et cette masse conductrice. Pour ce contact, on peut mettre un certain serrage pour la partie 34 du côté du moyeu 8, et de préférence on ne met pas de serrage pour l'autre partie 36 du côté de la face avant 12.

2 996 89 1 6 La figure 6 présente en variante un anneau de serrage 22 comprenant du côté de la face avant 12, un petit rebord circulaire continu 40 tourné radialement vers l'extérieur, qui est formé par un pliage de la tôle constituant cette bande. La masse thermique 24 surmoulée sur l'anneau 22, comporte 5 vers la face avant 12 une rainure circulaire 32 qui correspond à la hauteur de ce rebord 40. On réalise avec le rebord circulaire 40, un moyen permettant d'améliorer l'accrochage de la masse thermique 24 sur l'anneau de serrage 22.

10 On obtient ainsi un tambour de frein comprenant une masse réduite, grâce à la tôle emboutie 6 assurant la rigidité mécanique avec un minimum de matière, et une bonne dissipation de calories grâce à la masse thermique 24, qui est fixée de manière efficace par un serrage sur la partie cylindrique de cette tôle grâce à l'anneau de serrage 22, tout en évitant de transmettre 15 des contraintes mécaniques trop élevées au niveau de ce serrage dans le cas de fortes températures.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1 - Tambour de frein disposant d'une tôle emboutie (2) comprenant une partie circulaire de forme cylindrique (4) comportant à l'intérieur une piste de freinage, et une partie formant un moyeu (8) centré sur un axe (A), caractérisé en ce qu'il comporte une couronne thermique (20) entourant la partie cylindrique (4), comprenant un anneau (22) maintenu par serrage sur cette partie cylindrique, sur lequel est fixée une masse thermique circulaire (24) réalisée dans un matériau comprenant une bonne conductibilité thermique.
2. 2 - Tambour de frein selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'anneau de serrage (22) est formé par une bande circulaire en acier mise à plat sur la partie cylindrique (4).
3. 3 - Tambour de frein selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce 15 que la masse thermique circulaire (24) est réalisée dans un alliage d'aluminium, qui est surmoulé sur l'anneau de serrage (22).
4. 4 - Tambour de frein selon la revendication 3, caractérisé en ce que la masse thermique circulaire (24) comporte des ailettes radialement extérieures (30), formées par le surmoulage. 20
5. 5 - Tambour de frein selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la masse thermique circulaire (24) dépasse axialement de chaque côté de l'anneau de serrage (22).
6. 6 - Tambour de frein selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la masse thermique circulaire (24) 25 comporte sur la face transversale opposée au moyeu (8), une rainure circulaire (32) prévue pour recevoir un bossage complémentaire d'un plateau du frein.
7. 7 - Tambour de frein selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'anneau de serrage (22) comporte un 30 rebord circulaire (40) tourné radialement vers l'extérieur.
8. 8 - Tambour de frein selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie cylindrique (4) de la tôle emboutie (2), est reliée au moyeu (8) par un raccordement comprenant un grand rayon (6) qui est sensiblement constant sur le contour de ce tambour (1).
9. 9 - Procédé de fabrication d'un tambour de frein (1) réalisé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes, une tôle est emboutie (2) pour former la partie circulaire de forme cylindrique (4) et le moyeu (8), la masse thermique (24) est surmoulée sur l'anneau de serrage (22) pour former la couronne thermique (20), puis cette couronne thermique est emmanchée sur la partie cylindrique, et enfin des usinages complémentaires sont réalisés.
10. 10 - Véhicule automobile comprenant un système de freinage équipé de tambours de frein, caractérisé en ce que ces tambours sont réalisés selon l'une quelconque des revendications précédentes.