Brevet FR3024512A1 — publié le 20160205

TAMBOUR DE FREIN COMPORTANT UNE MASSE ANNULAIRE ESPACÉE DE LA COURONNE DE FROTTEMENT La présente invention concerne un tambour de frein, en particulier pour le freinage d'un véhicule automobile, ainsi qu'un véhicule automobile équipé de tels tambours 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, présentant une couronne circulaire comprenant une surface cylindrique intérieure recevant la pression de deux segments de freins qui s'écartent sous l'effet d'un vérin hydraulique intérieur de commande. Pour les véhicules automobiles, le tambour de frein réalisé généralement en une seule pièce moulée en fonte, comporte par sa masse une certaine capacité d'absorption d'énergie thermique lors des freinages prononcés, et par sa surface extérieure une faible capacité d'échange par convection vers l'air ambiant, même avec des petites rainures ou nervures disposées généralement à l'extérieur de la couronne. Il faut alors prévoir une masse de fonte importante au niveau de la couronne circulaire, pour absorber quasiment la totalité de l'énergie thermique dégagée lors des freinages prononcés. Ces tambours de frein comportent une masse relativement élevée. Par ailleurs la couronne étant maintenue axialement du côté avant tourné vers l'extérieur du véhicule, par un flasque radial formant la fixation sur le moyeu, ce flasque assure en même temps un meilleur refroidissement de la partie avant de cette couronne, ainsi qu'un maintien mécanique radial de cette partie avant. On obtient lors des échauffements importants une déformation différentielle de la couronne, qui présente une forme légèrement conique ouverte vers l'arrière. La portée des segments de frein est alors réduite, et peut donner une surface circulaire formant une ligne étroite décalée vers l'avant, la capacité de freinage chute fortement. Pour réduire la masse du tambour de frein tout en améliorant sa capacité d'absorption d'énergie thermique, un type de tambour connu, présenté notamment par le document FR-B1-2830914, comporte une couronne extérieure en alliage d'aluminium surmoulée sur les surfaces arrière et extérieure d'un tambour de frein. Un autre de type de tambour connu, présenté notamment par le 10 document FR-B1-2966537, comporte une tôle de forme cylindrique dont la surface intérieure constitue la piste de freinage, la surface extérieure recevant un anneau fixé dessus, avant de recevoir ensuite par surmoulage une masse thermique en alliage d'aluminium qui s'accroche sur cet anneau. Toutefois ces types de tambour de frein comportant deux métaux 15 différents, sont relativement complexes à mettre en oeuvre, et sont plus chers. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. Elle propose à cet effet un tambour de frein moulé d'une seule pièce en 20 fonte, comportant une couronne circulaire présentant une surface intérieure cylindrique de frottement, et un flasque radial disposé axialement du côté avant, prévu pour fixer ce tambour sur un moyeu, caractérisé en ce qu'il comporte une masse annulaire continue disposée autour de la couronne et espacée radialement de cette couronne, qui est reliée à la couronne par une 25 paroi sensiblement transversale, ainsi qu'une succession de nervures disposées dans des plans axiaux, qui relient la couronne à cette paroi. Un avantage de ce tambour de frein est que la masse annulaire continue disposée à une certaine distance de la couronne, avec la paroi la reliant à cette couronne de manière rigide en imposant un espacement fixe, 30 forme une nervure radiale comprenant une hauteur donnant une forte rigidité à la couronne, restant de plus sensiblement froide et donc se dilatant peu, ce qui limite de manière importante la dilatation du côté avant du tambour qui a le plus tendance à s'ouvrir. De plus les nervures axiales maintiennent la paroi soutenant la partie annulaire dans un même plan transversal, en évitant son flambage sous l'effet des fortes contraintes dues aux dilatations, ce qui permet de réaliser une paroi relativement fine. On peut alors réaliser une couronne de section réduite, qui donne un tambour de frein plus léger tout en présentant une déformation plus faible. Le tambour de frein selon l'invention peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, la hauteur radiale totale de la masse annulaire par rapport à la couronne, est supérieure à la moitié de la largeur de la surface intérieure de frottement. En particulier, la hauteur radiale peut être égale à environ les deux tiers de la largeur de la surface intérieure de frottement. Avantageusement, la masse annulaire est axialement disposée dans la moitié arrière de la largeur de la surface intérieure de frottement. Selon un mode de réalisation, la paroi radiale comporte axialement une épaisseur inférieure à celle de la masse annulaire. En particulier, les nervures axiales peuvent se terminer radialement vers l'extérieur sur le côté de la masse annulaire. L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile comprenant un système de freinage équipé de tambours de frein qui comportent 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 perspective d'un tambour de frein selon l'invention ; - la figure 2 est une section axiale de ce tambour de frein ; - la figure 3 est une vue en perspective d'un tambour de frein suivant une variante ; et - la figure 4 est une section axiale de ce tambour de frein. Les figures 1 et 2 présentent un tambour de frein comportant une 5 couronne circulaire 2 présentant une surface intérieure cylindrique de frottement 4 recevant la pression des segments de frein, qui est centrée sur un axe principal A. La couronne 2 est reliée du côté avant, indiqué par la flèche « AV », par une courbure à un flasque radial 6 comportant une partie plane transversale 10 centrale présentant quatre perçages 8 recevant les vis de fixation d'une roue sur son moyeu, ainsi qu'un perçage complémentaire 12 recevant une vis de serrage du tambour sur le moyeu. Un alésage central 10 au milieu du flasque radial 6, réalise le centrage du tambour de frein sur le moyeu. 15 Une masse annulaire continue 14 disposée à l'extérieur de la couronne 2, est reliée à cette couronne par une paroi radiale continue 16 d'épaisseur réduite par rapport à cette masse annulaire, qui se trouve dans un plan transversal situé à proximité de l'extrémité arrière de cette couronne. Une succession de nervures 18 disposées dans des plans axiaux et 20 également espacées, comportent une forme sensiblement triangulaire présentant une base recouvrant toute la largeur de la couronne annulaire 2, en avant de la paroi radiale 16, et une hauteur recouvrant toute la hauteur de cette paroi radiale, en s'arrêtant juste en dessous de la masse annulaire 14. On obtient une masse annulaire 14 fixée très rigidement à la couronne 25 2 par la paroi transversale 16, avec une distance maintenue constante par cette paroi, donnant une forte raideur à l'ensemble. La couronne 2 pouvant s'échauffer fortement par le frottement des segments de frein, la masse annulaire 14 s'échauffant alors peu par son éloignement, et par sa très bonne ventilation grâce à la grande surface 30 d'échange avec l'air, on obtient avec cet ensemble rigide une limitation importante de la dilatation thermique de la partie arrière de cette couronne. On a en particulier dans la direction tangentielle un travail en compression de la couronne 2, et en traction de la masse annulaire 14. De plus le grand nombre de nervures 18 régulièrement réparties, consolide la paroi transversale 16 en empêchant un flambage de sa forme sensiblement transversale lors des contraintes élevées provoquées par une dilatation de la couronne 2. Par ailleurs l'ensemble formé par la masse annulaire 14, la paroi transversale 16 et les nervures axiales 18, constitue une masse thermique qui absorbe de manière rapide les calories générées au niveau du frottement sur la couronne 2, ainsi qu'une surface importante tournée vers l'extérieur du tambour de frein, qui favorise par sa rotation les échanges thermiques avec l'air ambiant. On peut alors prévoir une couronne annulaire 2 comportant une masse nettement réduite par rapport au tambour de frein conventionnel réalisé par moulage en fonte. La quantité de matière additionnelle constituée par la masse annulaire 14, la paroi transversale 16 et les nervures axiales 18, étant relativement limitée, on peut réaliser un tambour de frein allégé par rapport aux solutions équivalentes concernant la tenue aux freinages intensifs. Les études présentées montrent une possibilité de réduction de la masse de l'ordre de 8°/0. On notera que le moulage de ce tambour de frein ne comportant pas de contre-dépouille dans la direction axiale, peut être réalisé facilement avec un moule comprenant seulement deux empreintes formant deux parties. Ce type de moulage reste simple et économique, le prix de revient du tambour de frein selon l'invention ne change quasiment pas. Les figures 3 et 4 présentent en variante un tambour de frein comprenant un dessin un peu différent, présentant une paroi transversale 16 qui comporte une épaisseur plus importante, proche de celle de la masse annulaire 14, et des nervures axiales 18 qui arrivent radialement vers l'extérieur sensiblement au milieu de cette masse annulaire. On notera que pour ces deux versions, la hauteur radiale H de la masse annulaire 14 par rapport à la couronne 2, est supérieure à la moitié de la largeur L de la surface intérieure de frottement 4. La hauteur radiale H peut en particulier être égale à environ les deux tiers de cette largeur L. Par ailleurs la masse annulaire 14 se trouve dans les deux cas axialement dans la moitié arrière de la largeur de la surface intérieure de frottement 4, de manière à assurer une meilleure tenue de cette partie arrière de la couronne 2. La masse réduite du tambour de frein permet en particulier de réduire la 10 consommation du véhicule, et d'améliorer le comportement dynamique de ce véhicule par la réduction des masses non suspendues. REVENDICATIONS1 - Tambour de frein moulé d'une seule pièce en fonte, comportant une couronne circulaire (2) présentant une surface intérieure cylindrique de frottement (4), et un flasque radial (6) disposé axialement du côté avant, prévu pour fixer ce tambour sur un moyeu, caractérisé en ce qu'il comporte une masse annulaire continue (14) disposée autour de la couronne (2) et espacée radialement de cette couronne, qui est reliée à la couronne par une paroi sensiblement transversale (16), ainsi qu'une succession de nervures (18) disposées dans des plans axiaux, qui relient la couronne à cette paroi. 2 - Tambour de frein selon la revendication 1, caractérisé en ce que la hauteur radiale totale (H) de la masse annulaire (14) par rapport à la couronne (2), est supérieure à la moitié de la largeur (L) de la surface intérieure de frottement (4). 3 - Tambour de frein selon la revendication 2, caractérisé en ce que la hauteur radiale (H) est égale à environ les deux tiers de la largeur (L) de la surface intérieure de frottement (4). 4 - Tambour de frein selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la masse annulaire (14) est axialement disposée dans la moitié arrière de la largeur de la surface intérieure de frottement (4). 5 - Tambour de frein selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi radiale (16) comporte axialement une épaisseur inférieure à celle de la masse annulaire (14). 6 - Tambour de frein selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les nervures axiales (18) se terminent radialement vers l'extérieur sur le côté de la masse annulaire (14). 7 - 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.