Brevet FR2879704A1 — publié le 20060623

Frein à tambour avec élément d'appui latéral des segments. L'invention concerne le domaine des freins à tambour et plus particulièrement des freins à tambour munis d'éléments d'appuis latéraux des segments sur le flasque. Jusqu'à présent, les segments de freins à tambour sont guidés dans leur déplacement radial entre une position de repos et une position de freinage par des bossages de la tôle du flasque de frein offrant une série de points d'appuis latéraux aux segments. Il a été proposé d'introduire des pièces intermédiaires entre le support de garniture du segment et le flasque de frein. JP 2 120 532 propose des pièces de guidage espacées dont la fonction est de guider l'âme du segment de manière sensiblement parallèle lorsque la semelle de frein se déplace entre la position déployée radialement et la position rétractée radialement. WO 03/019031 propose un frein à tambour muni d'une butée solidaire du flasque ou solidaire d'une pièce du segment. La butée sert dans le sens radial pour faciliter l'assemblage du frein à tambour, mais ne contribue pas à un appui latéral entre le segment et le flasque pendant le déplacement radial du segment. JP 2 203 028 propose enfin que les segments de freins soient en appuis glissants sur des têtes de rivets montées par l'intermédiaire d'éléments élastiques sur le plateau arrière du frein afin de ne pas transmettre les vibrations de freinage au véhicule. Aucune des pièces intermédiaires introduites ne résout le problème de grippage entre les segments et le flasque. Ce problème apparaît avec une acuité nouvelle en raison de nouvelles méthodes de nettoyage des véhicules utilisant des jets violents de liquide sous pression ou des produits dégraissants très agressifs. Qu'il s'agisse des bossages traditionnels, ou des pièces intermédiaires ci-dessus, la zone d'appui latéral entre le segment et le flasque est graissée avec une graisse spéciale et coûteuse lors de l'assemblage du frein. Cette graisse doit notamment ne pas se charger des poussières et des particules issues du freinage. Au cours de la vie du frein à tambour, le film de graisse s'atténue, en raison de la pression sur les points d'appuis latéraux, et finit par se rompre. La surface d'appui se corrode, et les pièces du segment en contact avec le flasque finissent par adhérer. Cela entraîne du bruit incommodant, et peut même provoquer le blocage du frein. De plus, la tendance à adhérer, connue sous le nom de grippage , provoque des à-coups de freinage. En effet, lorsque le segment adhère sur le flasque, le segment ne peut se déplacer radialement qu'à partir de la rupture de cette adhérence, c'est-à-dire à partir d'un effort important sur le segment de frein, lequel arrive brutalement sur le tambour de frein, de sorte qu'il n'est plus possible de freiner en douceur. Globalement, le frottement latéral est un frottement parasite qui gêne le freinage. Les moyens d'appuis supposant un graissage des surfaces d'appui latérales sont dorénavant sujets à usure prématurée, du fait du nettoyage agressif des véhicules. L'invention propose un frein à tambour permettant un comportement de freinage plus constant dans le temps que les solutions existantes et de fiabilité accrue. En particulier, le frein à tambour de l'invention résiste plus au nettoyage que les solutions existantes. Dans un mode particulier de réalisation, le frein à tambour de l'invention comprend un segment de freins et un flasque guidant latéralement le segment lors d'un déplacement radial entre une position de repos et une position de freinage, et comprend un élément d'appui interposé latéralement entre le segment de frein et le flasque. L'élément d'appui comprend un matériau présentant une résistance au grippage sans graisse ajoutée. On conçoit que, résistant au grippage, l'élément d'appui supprime les à-coups de freinage, et ceci malgré des nettoyages, car la résistance au grippage est obtenue sans avoir besoin de présence de graisse. En particulier, l'élément d'appui du frein à tambour peut comprendre un matériau autolubrifiant ou un matériau thermoplastique, en particulier en polyéthylènetéréphtalate. L'élément d'appui du frein à tambour peut également être réalisé par un traitement de surface. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'élément d'appui du frein à tambour est en surélévation locale par rapport à la surface d'implantation sur le flasque. On conçoit, qu'étant en surélévation locale, les éléments d'appuis réduisent la surface de contact entre le segment et le flasque, et permettent de mieux chasser les poussières de la zone de frottement Avantageusement, l'élément d'appui du frein à tambour est solidaire du flasque ou du segment. Il peut également être fixe par rapport au flasque ou par rapport au segment, ou être en liaison élastique par rapport au flasque ou par rapport au segment. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, l'élément d'appui du frein à tambour est destiné à être logé dans un logement du flasque présentant au moins une butée longitudinale apte à limiter le déplacement radial dudit élément par rapport au flasque. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples non limitatifs, illustrés par les dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une coupe de la zone d'appui d'un segment de frein à tambour sur un flasque, équipée de l'élément d'appui de l'invention; - la figure 2 est une vue de dessus du flasque de frein équipé de 25:l'élément d'appui de l'invention; et - la figure 3 est une coupe partielle d'un deuxième mode de réalisation de l'invention. Comme illustré sur les figures 1 et 2, un système de frein à tambour comprend un flasque 1 et un segment 2, lequel segment comprend une âme 3, une jante de segment 4 et une garniture 5. Le segment 2 se déplace radialement par rapport à un axe XX' entre une position de repos 6, indiquée en pointillés, et une position de freinage où la garniture 5 vient en contact avec un tambour 7 de frein, de forme cylindrique et de symétrie de révolution autour de l'axe XX'. Généralement, le flasque 1 est immobilisé en rotation par rapport au véhicule, alors que le tambour 7 est solidaire en rotation par rapport à une roue du véhicule. Le frottement utile au freinage a lieu entre la garniture 5 et le tambour 7. Le flasque 1 protège le segment 2 et le tambour 7 de l'extérieur. Il sert à solidariser les segments par rapport au véhicule et à guider le déplacement radial des segments 2 en coopération avec un mécanisme d'écartement des segments 2 non décrit. Dans le mode de réalisation décrit, l'invention concerne les moyens d'appuis de la jante 4 du segment 2 sur le flasque 1. Les moyens d'appuis comprennent des bossages 9, s'élevant perpendiculairement à la surface d'implantation des bossages sur le flasque, au nombre de six dans l'exemple illustré, uniformément répartis sur la périphérie du flasque 1. Les moyens d'appui comprennent des éléments d'appui en forme de plaquettes de glissement 11, situées au sommet des bossages 9. Lors du déplacement radial du segment 2 entre la position de repos 6 et la position de freinage, la jante 4 frotte sur les plaquettes de glissement 11. Comme illustré sur les figures, les plaquettes de glissement 11 du frein à tambour sont sur un même plan perpendiculaire à l'axe de révolution XX' du flasque 1 et du tambour 7. Néanmoins, les plaquettes de glissement 11 des segments 2 sur le flasque 1 pourraient se trouver à des niveaux différents. Elles seraient néanmoins sur des plans perpendiculaires à l'axe XX', de manière à servir de points d'appui pendant le déplacement radial des segments 2. Les plaquettes de glissement 11 sont en surélévation par rapport à la surface 10 du flasque. Ainsi, les poussières émanant du tambour 7 ou de la garniture 5 peuvent migrer entre les plaquettes de glissement 11. Cela réduit l'usure des plaquettes de glissement 11. Les plaquettes 11 sont fixées, par exemple par collage, sur le sommet des bossages 9. Elles auraient pu être solidaires de la jante 4 du frein à tambour. Le matériau des plaquettes 11 est tel que les débris issus du frottement de ce matériau sur l'acier du flasque 1 ne sont pas susceptibles, par échauffement, de provoquer des microsoudures avec l'acier du flasque. Un matériau thermoplastique convient bien, car le frottement avec l'acier provoque des micro-arrachements de plastique qui vont réduire le frottement et ne peuvent pas adhérer sur l'acier du flasque 1. Dans un mode particulier de réalisation, les plaquettes 11 sont en matériau thermoplastique, de type polyéthylènetéréphtalate, avec des additifs solides de lubrification. Un tel matériau est connu commercialement sous le nom de VESCONITE. Il présente une absorption d'eau à 20 inférieure à 5 %, de sorte que la dureté du matériau, de l'ordre de 82 à 85 shore D, est peu affectée par les conditions climatiques. Le matériau présente un coefficient de déformation très faible, sous charge d'essai de 30 MPa, et peut être utilisé en service continu jusqu'à 100 C. Les plaquettes de glissement 11 du frein à tambour permettent que le frottement latéral entre le segment 2 et le flasque 1 ne provoque pas de grippage parasite. Le matériau présente une résistance au grippage même sans graisse ajoutée. La résistance au grippage se mesure par le coefficient de frottement au repos qui reste constant ou suffisamment faible au cours de la vie du produit, par exemple inférieur à 0,15. Pour caractériser la résistance au grippage des matériaux des plaquettes d'appui de l'invention, il est courant de considérer le coefficient de frottement du matériau sur de l'acier poli. Le niveau de contrainte tribologique auquel est soumis le produit peut être simulé. Par exemple, on considèrera un niveau de pression de contact entre le matériau thermoplastique et l'acier poli de l'ordre de 25 à 30 MPa sur une course représentative du nombre de freinages durant la vie du véhicule, par exemple 200 coups de freins/jour pendant 20 ans sur une longueur correspondant à la distance parcourue entre la position de repos et la position de freinage. La résistance au grippage du matériau de l'élément d'appui du frein à tambour pourra être testée en alternant des sollicitations en frottement et des vieillissements climatiques combinant les variations de température et d'humidité. Des vieillissements chimiques sont aussi avantageusement introduits dans la séquence de test, simulant la contamination de la zone d'appui par des hydrocarbures ou par des détergents. Le fait de recourir à des méthodes normalisées pour caractériser la résistance au grippage d'un matériau, ne limite pas pour autant l'invention. Ainsi, bien que le test prenne couramment en référence l'acier poli, le frein à tambour de l'invention pourra être muni de jantes de segments ou de flasques utilisant d'autres matériaux métalliques. Les conditions de test ont comme but d'être globalement représentatives des utilisations réelles du frein à tambour, mais ne limitent pas l'utilisation du frein à tambour de l'invention aux conditions testées pour caractériser la résistance au grippage de l'élément d'appui. Les freins à tambour de l'invention peuvent être utilisés dans des conditions particulièrement sévères. Les éléments d'appuis peuvent être en métal durci au moins en surface pour améliorer leur résistance au grippage. Ils peuvent être également en bronze ou en bronze autolubrifiant. Ils peuvent être en d'autres matériaux coulissants autolubrifiants à base de graphite, comme la graphitamide résistant jusqu'à 200 . L'élément d'appui du frein à tambour peut aussi être réalisé par un traitement de surface augmentant la dureté des bossages 9 du flasque 1 ou d'une partie du segment 2, tel que par exemple un traitement de carburation ou de nitruration. L'élément d'appui peut aussi être réalisé par un traitement de surface venant accrocher une couche plastique, telle qu'une couche de PTFE, connue sous la marque TEFLON. L'élément d'appui peut être également surmoulé en surface du flasque 1 ou du segment 2. La figure 3 montre une variante de mode de fixation d'un élément d'appui sur flasque de frein. Un logement 12 est ménagé dans la partie haute du bossage 9 recevant un élément d'appui sous la forme d'une plaquette de glissement 11, laquelle repose sur le flasque 1 par la surface 13 parallèle au déplacement du segment 2 sur la surface exposée 14 au frottement latéral. Le logement comprend des butées longitudinales en forme de rebords 15 et 16, perpendiculaires à la surface exposée 14, et coopérant avec les bords, respectivement 17 et 18 de la plaquette de glissement 11 pour en bloquer la translation radiale. La plaquette de glissement 11 du frein à tambour peut être fixée sur le flasque 1 par rivets, autorisant ou non un léger glissement longitudinal perpendiculaire à l'axe XX'. L'introduction d'une couche élastique, située entre la plaquette de glissement et la surface d'implantation de ladite plaquette, peut permettre de réduire la transmission au flasque 1 et au véhicule des vibrations dues au freinage de la garniture frottant sur le tambour. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation des freins à tambour décrits, notamment la forme du flasque de frein ou des supports de garniture de segments de freins peut être différente. REVENDICATIONS 1. Frein à tambour, pour véhicule, comprenant un segment (2) de freins et un flasque (1) guidant latéralement le segment lors d'un déplacement radial entre une position de repos (6) et une position de freinage, et comprenant un élément d'appui interposé latéralement entre le segment (2) de frein et le flasque (1) caractérisé par le fait que l'élément d'appui comprend un matériau présentant une résistance au grippage sans graisse ajoutée. 2. Frein à tambour selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément d'appui comprend une partie en matériau autolubrifiant. 3. Frein à tambour selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'élément d'appui est réalisé par un traitement de surface. 4. Frein à tambour selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'élément d'appui comprend une partie en matériau thermoplastique, en particulier en polyéthylènetéréphtalate. 5. Frein à tambour selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'élément d'appui est solidaire du flasque 6. Frein à tambour selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'élément d'appui est en surélévation locale par rapport à la surface d'implantation (10) de l'élément d'appui sur le flasque. 7. Frein à tambour selon l'une quelconque des revendications ou 6, caractérisé par le fait que le flasque présente un logement (12) (1) muni d'au moins une butée longitudinale (15, 16) apte à limiter le déplacement radial de l'élément d'appui par rapport au flasque (1). 8. Frein à tambour selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'élément d'appui est fixe par rapport au flasque ou par rapport au segment. 9. Frein à tambour selon l'une quelconque des revendications l à 4, caractérisé par le fait que l'élément d'appui est en liaison élastique par rapport au flasque ou par rapport au segment.