Brevet FR2538277A1 — publié le 19840629

La présente invention concerne un procédé de moulage d'un rotor de frein à couronne, lequel se compose d'un voile réalisé antérieurement, dont le périmètre extérieur est lié à une couronne sensiblement cylindrique réalisée lors dudit moulage. L'objectif de la présente invention est de réaliser au moindre coût ladite couronne et de la lier au voile qui peut par exemple être réalisé en tôle emboutie, de telle sorte que leur liaison soit saine, c'est-à-dire que la matière du voile et la matière de la couronne soient correctement soudées et que la matière de la couronne présente le moins de retassures possible Par ailleurs, pour faciliter l'usinage ultérieur de la couronne, il est important que la matière de la couronne présente sensible- ment partout une dureté sensiblement constante. Dans ce but, le procédé de moulage selon la présente invention d'un rotor de frein à couronne consiste à alimenter l'empreinte de la couronne par l'intermédiaire d'une attaque de coulée qui présente une épaisseur relati- vement faible et qui s'étend dans le voisinage du périmètre extérieur du voile o se fera la soudure voile-couronne et sur sensiblement toute la circonférence de ladite empreinte. Avec cette dimension et cette disposition particulière de l'attaque de coulée, tous les objectifs énumérés ci- dessus sont remplis. En effet, avec ce procédé, on obtient une couronne dont la matière présente une dureté sensiblement constante sur sensiblement toute sa surface extérieure et intérieure. Cette dureté sera uniquement différente dans la zone de l'attaque de coulée Mais, compte tenu de la faible épaisseur de cette attaque de coulée, cette zone est rela- tivement mince eu égard de la largeur de la couronne. Cette sensible constance de la dureté de la matière de la couronne facilitera l'usinage ultérieur de ladite cou- ronne dans la-mesure o les tolérances d'usinage pourront être mieux respectées et les défauts de forme, diminués. Cette facilité de l'usinage entraine en outre une diminu- tion du coût dudit usinage. Par ailleurs, comme l'attaque de coulée se situe dans le voisinage du périmètre extérieur du voile et sensible- ment tout autour de celui-ci, la fonte qui pénètre dans l'empreinte, échauffe ledit périmètre extérieur du voile, de sorte qu'en fin de remplissage de l'empreinte, lorsque se crée la soudure entre le voile et la couronne, la température élevée de la surface extérieure et/ou inté- rieure dudit périmètre extérieur du voile favorise cette soudure et contribue à la création d'une liaison rigide. Lors de la coulée, il faudra que la température de la fonte liquide et le temps de coulée soient tels que la surface extérieure et/ou intérieure du périmètre extérieur du voile commencent sensiblement à fondre, mais que l'âme dudit périmètre extérieur du voile reste sensiblement solide. Ainsi, la fonte et le métal de la surface du périmètre extérieur du voile se soudent correctement sans que la résistance du voile ne soit sensiblement modifiée dans cette zone- On évite ainsi qu'en charge, il se produise une rupture du voile dans le voisinage de la couronne. D'autre part, compte tenu du fait que l'épaisseur de l'attaque de coulée est relativement faible, sa dureté est donc relativement élevée puisque la fonte qui séjourne dans cette attaque de coulée après remplissage de l'emprein- te, refroidit très rapidement Cette dureté élevée rend la fonte très cassante et ce phénomène peut être avanta- geusement utilisé pour séparer la couronne de son dispo- sitif de coulée Il suffit en effet d'un léger choc ou d'une simple vibration, pour que tout le dispositif de coulée se détache sensiblement exactement au niveau de la couronne Ainsi, toute opération ultérieure d'ébarbage est superflue et peut donc être supprimée, ce qui diminue le prix de revient production du rotor de frein. En sus, cette diminution de l'épaisseur de l'attaque de coulée contribue à l'obtention d'une liaison voile- couronne saine, car elle permet de diminuer considérable- ment, voire supprimer, le phénomène de formation de retassures En effet, compte tenu du refroidissement très rapide de la fonte séjournant dans l'attaque de coulée, tout retour de fonte encore liquide depuis la couronne vers le dispositif de coulée lors du refroidissement est impossible. Selon une autre caractéristique de l'invention, on alimente l'attaque de coulée par un canal de distribution qui s'étend sensiblement autour de l'empreinte. Ce canal est lui-même alimenté par le système d'alimen- tation du moule. Avantageusement la surface à travers-laquelle s'écoule la fonte depuis l'attaque de coulée dans l'empreinte, est relativement inférieure à la surface à travers laquelle s'écoule la fonte depuis le système d'alimentation dans le. canal de distribution. De ce fait, lors de la coulée, la fonte remplit très rapidement le canal de distribution avant de vraiment s'écouler à travers l'attaque de coulée dans l'empreinte. Ceci garantit un remplissage uniforme sensiblement en chaque point de la circonférence de l'empreinte dans la zone du périmètre extérieur du voile et entraîne par conséquent-un échauffement très régulier dudit périmètre extérieur du voile, contribuant ainsi à l'obtention d'une bonne soudure entre le voile et la couronne. Selon une solution préférentielle, on dispose l'attaque *de coulée et/ou le canal de distribution tout autour de l'empreinte Cette disposition améliorera encore les différents résultats cités ci-dessus. D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront ci-dessous dans la description nullement limitative, d'un exemple de mise en oeuvre du procédé de moulage selon l'invention, d'un rotor de frein à-couronne Sur le 2538277 i dessin annexé - La figure 1 représente une vue en perspective d'un rotor de frein à couronne pour lequel le procédé de moulage de la couronne selon l'invention a été conçu, La figure 2 représente une coupe du rotor de frein à couronne de la figure 1, par un plan contenant l'axe de symétrie ( 5), La figure 3 représente une coupe du moule qui met en oeuvre le procédé de moulage selon la présente inven- tion, La figure 4 -représente une vue de dessus qui visualise la disposition du dispositif de coulée, La figure 5 représente une variante de la disposition de l'attaque de coulée. La figure 1 représente une vue en perspective d'un rotor de frein à couronne Celui-ci se compose d'un voile ( 1) lié par son périmètre extérieur ( 2) à une couronne cylindrique ( 3) en fonte Le voile ( 1) est une pièce en t 8 le emboutie qui comporte dans se face ( 4) perpendicu- laire à l'axe de symétrie ( 5)9 un certain nombre de trous ( 6) qui servent à assembler ledit rotor sur le moyeu d'une roue non représentée, et un trou ( 7) par lequel passe l'arbre dudit moyeu e Sur la figure 2, on voit que le périmètre extérieur -25 ( 2) du voile ( 1) comporte un certain nombre de languettes ( 8) qui servent à augmenter la tenue en torsion de la liaison entre le voile ( 1) et la couronne ( 3). Le procédé de moulage de la couronne ( 3), selon la présente invention, apparaîtra à la lumière de la descrip- tion du moule ( 9) représenté sur la figure 3 Ce moule ( 9) se compose d'un châssis inférieur ( 10) et d'un châssis supérieur ( 11) Dans le châssis inférieur ( 10) on a réalisé une empreinte ( 12) qui permettra de couler la couronne ( 3), une attaque de coulée ( 13) ainsi qu'un support ( 14) qui a sensiblement une forme complémentaire d'une partie de l'intérieur du voile ( 1), de sorte que 2538277 i ledit voile ( 1) puisse être centré sur ce support ( 14) et maintenu par celui-ci lors de la fermeture du moule ( 9) par le châssis supérieur ( 11). Le châssis supérieur ( 11) comporte une empreinte ayant une forme sensiblement complémentaire de l'extérieur du voile ( 1) Ainsi, lorsque le moule ( 9) est fermé, le voi- le ( 1) est parfaitement bloqué lors de la coulée Le châssis supérieur ( 11) comporte par ailleurs un canal de distribution ( 15) de l'attaque de coulée ( 13) ainsi qu'un système d'alimentation ( 16) de ce canal de distribu- tion ( 15). Tel que visible sur la figure 3, l'attaque de coulée ( 13) a la forme d'un disque-annulaire d'une épaisseur (e) relativement faible par rapport à la largeur ( 1) de la couronne ( 3) Cette épaisseur (e) est avantageusement comprise entre 0,5 et 3 millimètres, mais se situe de préférence aux environs de 1 millimètre. Par ailleurs, sur la figure 3, on voit également que l'attaque de coulée ( 13) s'étend dans la zone du périmètre extérieur ( 2) du voile ( 1) o se fait la soudure entre ledit voile ( 1) et la couronne ( 3) En sus, l'attaque de coulée ( 13) est disposée de telle manière que le flot de fonte qui arrive dans l'empreinte ( 12) possède une direction sensiblement horizontale. Ainsi, compte tenu de la faible épaisseur (e) et de la disposition de cette attaque de coulée ( 13), et de la pression qui règne dans le flot de fonte liquide, ce dernier arrive dans l'empreinte ( 12) suivant une direction sensiblement horizontale, comme dit plus haut, et avec une certaine vitesse, ce qui lui permet d'aller frapper le périmètre extérieur ( 2) du voile ( 1) qui s'étend librement dans l'empreinte ( 12), et ainsi élever la température dudit périmètre extérieur ( 2) du voile ( 1) par contact. Il est bien entendu évident que l'attaque de coulée ( 13) ne doit pas nécessairement être positionnée pour que la fonte frappe le voile ( 1) Dans ce cas, l'échauffement 2538277 i' se produira lors du passage de la fonte à proximité dudit voile ( 1). Lorsque le niveau de la fonte dans l'empreinte ( 12) atteint le périmètre extérieur ( 2) du voile ( 1), la surface extérieure ( 17) et/ou la surface intérieure (û 8) dudit périmètre extérieur ( 2) du voile ( 1) devront avoir une température telle que le métal de ces surfaces dudit périmètre extérieur ( 2) commencent sensiblement à fondre alors que l'âme ( 19) reste solide Dans ce cas, la soudure entre la fonte et le métal du voile ( 1) s'opère correctement sans que la résistance dudit voile ( 1) ne soit grandement modifiée De ce fait, tout risque de rupture en charge du voile ( 1) au niveau de la couronne ( 3) est écarté Pour réaliser ceci, il faut adapter la température de'la fonte liquide lors de la coulée et la vitesse de remplissage du moule ( 9). Pour améliorer la soudure entre le périmètre extérieur ( 2) du voile ( 1) et la couronne ( 3), il est avantageux de dégraisser le voile ( 1) et/ou de le grenailler avant la coulée. Afin de remplir relativement uniformément l'empreinte ( 12), il est avantageux que la surface à travers laquelle passe la fonte liquide depuis l'attaque de coulée ( 13) dans l'empreinte ( 12) soit relativement inférieure à la surface à travers laquelle passe ladite fonte liquide depuis le système d'alimentation ( 16) dans le canal de distribution ( 15) - Ainsi, l'attaque de coulée ( 13) forme une sorte d'étranglement, de telle manière que la fonte remplit sensiblement dans un premier temps le canal de distribution ( 15) avant de s'écouler uniformément dans l'empreinte ( 12). Sur la figure 4, on voit que l'attaque de coulée ( 13) et le canal de distribution ( 15) s'étendent tout autour de l'empreinte ( 12) Cette disposition garantit l'alimen- tation la plus uniforme possible de l'empreinte ( 12). 2538277 i Dans l'exemple décrit, le canal de distribution ( 15) est situé à une certaine distance de l'empreinte ( 12) Ceci est d au fait que l'épaisseur de l'anneau de sable ( 20) compris entre le canal de distribution ( 15) et le voile ( 1), doit avoir une certaine valeur pour que ledit anneau de sable ( 20) ne s'effrite pas lors de la fermeture du moule ( 9) ou lors de la coulée Il est cependant également possible, tel que visible sur la figure 5, si la forme du voile ( 1) le permet, que la distance entre le canal de distribution ( 15) et l'empreinte ( 12) soit plus petite, voire nulle Damns ce dernier cas, l'attaque de coulée se réduira à un simple étranglement ( 21) entre le canal de distribution ( 15) et l'empreinte ( 12), dont la surface sera sensiblement identique à la surface de communication entre l'attaque de coulée ( 13) des figures 3 et 4 et l'empreinte ( 12). Alors que la description précédente porte sur un exemple préféré de mise en oeuvre du procédé de moulage d'un rotor de frein à couronne, selon la présente inven- tion, il est évident que diverses modifications peuvent encore y être apportées, notamment dans-le domaine des équivalences techniques, sans pour autant sortir du cadre général de la présente invention. 2538277 i REVENDICATIONS 1 Procédé de moulage d'un rotor de frein à couronne lequel se compose d'un voile réalisé antérieurement, dont le périmètre extérieur est lié à une couronne sensiblement cylindrique réalisée lors dudit moulage, caractérisé par le fait qu'on alimente l'empreinte ( 12) de la couronne ( 3) par l'intermédiaire d'une attaque de coulée ( 13) qui présente une épaisseur (e) relativement faible et qui s'étend dans le voisinage du périmètre extérieur ( 2) du voile ( 1) o se fera la liaison voile-couronne et sur sensiblement toute la circonfé- rence de ladite empreinte ( 12). 2 Procédé de moulage d'un rotor de frein à couronne selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'on alimente l'attaque de coulée ( 13) par un canal de distri- bution ( 15) qui s'étend sensiblement tout autour de l'empreinte ( 12) de la couronne ( 3). 3 Procédé de moulage d'un rotor de frein à couronne selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'on alimen- te l'empreinte ( 12) par une attaque de coulée ( 13) de sor- te que la surface à travers laquelle s'écoule la fonte- depuis ladite attaque de coulée ( 13) dans l'empreinte ( 12) est relativement inférieure à la surface à travers laquelle s'écoule la fonte depuis le système d'alimenta- tion ( 16) dans le canal de distribution ( 15). 4 Procédé de moulage d'un ro tor de frein à couronne selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'on alimente l'empreinte ( 12) par une attaque de coulée ( 13) dont l'épaisseur (e) est comprise entre 0,5 et 3 millimètres. Procédé de moulage d'un rotor de frein à couronne selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'on ali- mente l'empreinte ( 12) par une attaque de coulée ( 13) dontl'épaisseur (e) est environ de I millimètre. 6 Procédé de moulage d'un rotor de frein à couronne selon 2538277 i' l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'on alimente l'empreinte ( 12) par une attaque de coulée ( 13) qui est disposée de telle sorte que le flot de fonte possède une direction sensi- blement horizontale lorsqu'il pénètre dans ladite empreinte ('12). 7 Procédé de moulage d'un rotor de frein à couronne selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'on alimente l'empreinte ( 12) de sorte que le flot de fonte frappe le périmètre extérieur ( 2) du voile ( 1) 8 Procédé de moulage d'un rotor de frein à couronne selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'on alimente l'empreinte ( 12) de sorte que le flot de fonte passe à proximité du périmètre extérieur ( 2) du voile ( 1). 9 Procédé de moulage d'un rotor de frein à couronne selon l'une des revendications précédentess caractérisé par le fait qu'on élève la température du périmètre extérieur ( 2) du voile ( 1) de telle sorte que la surface extérieure ( 17) et/ou la surface intérieure ( 18) dudit périmètre extérieur ( 2) commencent à fondre, et que l'âme ( 19) reste solide. Procédé de moulage d'un rotor de frein à couronne selon l'une des revendications 2 à 9, caractérisé par le fait qu'on alimente l'empreinte ( 12) par une attaque de coulée ( 13) qui se réduit à un simple étranglement ( 21) entre le canal de distribution ( 15) et ladite empreinte ( 12). 11 Procédé de moulage d'un rotor de frein à couronne selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'on dispose l'attaque de coulée ( 13, 21) tout autour de l'empreinte ( 12). 12, Procédé de moulage d'un rotor de frein à couronne selon 25382771 J l'une des revendications 2 à 11, caractérisé par le fait qu'on dispose le canal de distribution ( 15) tout autour de l'empreinte ( 12). 13 Rotor de frein à couronne réalisé suivant le procédé de moulage selon l'une quelconque des revendications I à 12.