WO2024126338A1 - Frein à tambour de véhicule et procédé de fabrication - Google Patents

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WO2024126338A1
WO2024126338A1 PCT/EP2023/085051 EP2023085051W WO2024126338A1 WO 2024126338 A1 WO2024126338 A1 WO 2024126338A1 EP 2023085051 W EP2023085051 W EP 2023085051W WO 2024126338 A1 WO2024126338 A1 WO 2024126338A1
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WO
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drum brake
fixed
segments
lever
core
Prior art date
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PCT/EP2023/085051
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Cédric LEBOISNE
Philippe EBLE
Yoann FOULON
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Hitachi Astemo France SAS
Original Assignee
Hitachi Astemo France SAS
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    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/0006—Noise or vibration control
    • F16D65/0018—Dynamic vibration dampers, e.g. mass-spring systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16D51/20—Brakes with outwardly-movable braking members co-operating with the inner surface of a drum or the like shaped as brake-shoes pivoted on a fixed or nearly-fixed axis with two brake-shoes extending in opposite directions from their pivots
    • F16D51/24—Brakes with outwardly-movable braking members co-operating with the inner surface of a drum or the like shaped as brake-shoes pivoted on a fixed or nearly-fixed axis with two brake-shoes extending in opposite directions from their pivots fluid actuated
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    • F16D2125/60—Cables or chains, e.g. Bowden cables
    • F16D2125/62—Fixing arrangements therefor, e.g. cable end attachments

Definitions

  • the invention relates to a vehicle drum brake comprising a disc-shaped plate having an internal face to which are fixed a wheel cylinder and a support member called fixed point, at diametrically opposite positions, a first and a second segment respectively comprising a core to the outer edge of which is fixed a sole usually called a sheet metal rim, cylindrically bent and provided with a braking lining, each core comprising a first end bearing on a piston of the wheel cylinder and a second end resting on the fixed point.
  • a drum is mounted to rotate relative to the plate and provided with a peripheral friction skirt.
  • the drum brake comprises an actuator provided with a parking brake lever which allows the vehicle to be immobilized, this lever being carried by the core of one of the segments, said lever being provided with a first end mounted free in rotation at a bore, with the first end of said core, and a second end to which is attached one end of a brake cable, which when put in tension, pulls the second end of the lever, causing rotation of the lever in order to separate the segments.
  • Each of the first ends of the cores has a bore designed to accommodate a part of the free rotational assembly of the first end of the lever with the first end of the corresponding core.
  • the invention also relates to a method of manufacturing such a drum brake.
  • a drum brake is a braking device which is arranged in a vehicle to slow down or even block the rotation of the wheel by friction.
  • a drum brake of this type can be used as a service brake to slow down or stop the vehicle, and also as a parking brake to ensure immobilization of the parked vehicle.
  • Such a drum brake comprises a fixed plate having an internal face to which a wheel cylinder and a support member called a fixed point are fixed, at diametrically opposite positions. This plate carries a first and a second segment having ends recalled to bear on the wheel cylinder and on the fixed point by two springs to grip one and the other.
  • the first segment comprises a sheet metal core having the shape of a crown portion, to the outer edge of which is welded or crimped a sole usually called a cylindrically bent sheet metal rim, and intended to carry a braking lining.
  • This core has one end resting on a piston of the wheel cylinder, and another end resting on the fixed point.
  • the second segment has the same general structure.
  • the wheel cylinder includes a chamber closed by two pistons which move apart when the hydraulic pressure increases, to separate the ends of the segments.
  • a wear compensation link runs along the wheel cylinder with one end resting on a lever carried by the first segment and another end resting on the core of the second segment when the brake is at rest. This link incorporates a mechanism which increases its length as the linings wear, so that the travel of the brake control remains unchanged over the life of the brake.
  • a lever carried by the core of the segment is actuated by an actuator which controls the parking brake.
  • This lever has one end linked in rotation by a connection to a first end of the core, and another free end to which a brake cable head is secured. This lever rests near the connection on the end of the link.
  • the cable When the cable is put under tension, it pulls the free end of the lever which then moves away from the rim, to press on the link in order to spread the segments so as to press them against the peripheral friction skirt of the drum.
  • the drum brake and in particular its plate undergo several forces.
  • a braking force is exerted, in thrust, at the point of contact of the braking lining with a stop of the plate corresponding to the guide wall.
  • the forces undergone by the plate during braking involve vibrations which generate more or less significant noise disrupting the driver's acoustic environment.
  • the main source of excitation is the friction of the brake linings which is the cause of the screeching noise.
  • the braking linings come into contact with the peripheral friction skirt of the drum.
  • the entire drum brake is then vibrated and is likely to generate a squealing noise of between 1 kHertz and 15 kHerz.
  • Each element constituting the drum brake has several natural modes to which a resonance frequency corresponds.
  • the appearance of squealing comes from the fact that a resonant frequency of an eigenmode is close to the frequency of the squealing noise.
  • a first response consisted of isolating each of the elements of the system, then determining the natural frequency of each of the natural modes of these elements, then determining which elements have close frequencies. of that of the squealing noise and finally to structurally modify each of the elements so that the resonance frequencies are far from the frequency of the screeching noise.
  • the inventors have also established that the cause of the squealing noise lies in the coupling of the natural modes due to friction forces.
  • the invention proposes a drum brake in which at least one of the cores of the segments comprises damping means by friction, viscoelastic shear or other and/or one or more additional masses fixed on said core so as to increase the mass of said segment with the aim of thus shifting the natural frequencies of the segment, and/or so as to dampen the vibrations of the segment when the drum brake is in use.
  • the invention relates to a drum brake comprising a disk-shaped plate having an internal face to which are fixed a wheel cylinder and a support member called a fixed point, at diametrically opposite positions, a first and a second segment respectively comprising a core to the outer edge of which is fixed a sole usually called a sheet metal rim, cylindrically bent and provided with a braking lining, each core comprising a first end bearing on a piston of the wheel cylinder and a second end resting on the fixed point, the drum brake comprising an actuator provided with a parking brake lever which allows the vehicle to be immobilized, this lever being carried by the core of one of the segments, said lever being provided with a first end mounted free to rotate at the level of a bore, with the first end of said core, and a second end to which is fixed one end of a brake cable, which when put in tension, pulls the second end of the lever, causing a rotation of the lever in order to separate the segments, each of the first ends of the cores comprising a
  • the means for reducing vibrations comprise one or more additional masses fixed on at least one of the cores of the segments so as to increase the mass of said segment, thus shifting the natural frequencies of the segment, and/or so as to dampen vibrations when the drum brake is in use.
  • the means for reducing vibrations comprise vibration damping means such as friction or viscoelastic shear dampers, fixed on at least one of the cores of the segments.
  • the means for reducing vibrations are fixed on at least one of the cores of the segments by bonding, welding, screwing, riveting, or crimping.
  • the drum brake comprises a first washer forming an additional mass, and fixed on one of the bores of the first ends of the webs.
  • the first washer forming an additional mass is advantageously fixed to the bore of the first end of the core carrying the lever, by means of the free assembly part in rotation of the first end of the lever with the first end of the corresponding core.
  • the drum brake comprises a first and a second washers each forming an additional mass, and each fixed respectively on the bore of the first ends of the webs.
  • the means for reducing vibrations comprise one or more additional masses representing a total mass of between 15 and 40% of the mass of the segment.
  • the means for reducing vibrations comprise one or more additional masses of steel so as to significantly increase the mass of the core and thus ensure a sufficient shift in the natural frequencies of the segment.
  • the means for reducing vibrations comprise one or more additional masses made up of a damping material to attenuate vibrations, such as an elastomer.
  • the invention also relates to a method of manufacturing a drum brake according to one embodiment of the invention, the means for reducing vibrations comprising one or more additional masses, in which at least one proceeds:
  • the ratio (R.) between the highest resonance frequency and the lowest resonance frequency is at least equal to 1.12 and preferably greater than 1.15.
  • Fig.l represents a plan view of a drum brake according to the state of the art, intended to be mounted on a motor vehicle wheel;
  • Fig.2 represents a perspective view of a parking brake lever of the drum brake according to the state of the art
  • Fig.3 represents a plan view of the segments of a drum brake according to the state of the art, the right segment carrying a parking brake lever;
  • Fig.4 represents a sectional view of the first end of the segments of a drum brake according to the state of the art, the right segment carrying a parking brake lever;
  • Fig.5 represents a plan view of a drum brake according to the invention, intended to be mounted on a motor vehicle wheel;
  • Fig.6 represents a plan view of the segments of a drum brake according to the invention, the right segment carrying a parking brake lever;
  • Fig.7 represents a sectional view of the first end of the segments of a drum brake according to the invention, the right segment carrying a parking brake lever.
  • a drum brake 1 according to the state of the art is shown in Figure 1.
  • Such a drum brake 1 comprises a fixed plate 2 having an internal face to which are fixed a wheel cylinder 6 and a support member called point fixed 7, at diametrically opposite positions.
  • This plate 2 carries a first and a second segments 3 and 4 having ends recalled to bear on the wheel cylinder 6 and on the fixed point 7 by two springs 8 and 9 to grip them both.
  • the first segment 3 comprises a core 12A of sheet metal having the shape of a crown portion, to the outer edge of which is welded or crimped a sole usually called rim 13 of cylindrically bent sheet metal, and which carries a braking lining 14.
  • This core 12A has a first end 15A resting on a piston of the wheel cylinder 6, and a second end 16A resting on the fixed point 7.
  • the second segment 4 comprises a core 12B of sheet metal having the shape of a crown portion, to the outer edge of which is welded or crimped a sole usually called rim 13 of cylindrically bent sheet metal which carries a braking lining 14
  • This core 12B has a first end 15B bearing on a piston of the wheel cylinder 6, and a second end 16B bearing on the fixed point 7.
  • the drum brake also includes a drum (not shown in the figures) mounted to rotate relative to the plate 2 and provided with a peripheral friction skirt.
  • Segments 3 and 4 are movable radially to be pressed against an internal face of the rotating drum so as to generate a braking torque.
  • the wheel cylinder 6 comprises a chamber closed by two pistons which move apart when the hydraulic pressure increases, to separate the ends of the segments 3, 4. Additionally, a wear compensation link 17 runs along the wheel cylinder 6 and comprises a first end 18 resting on a lever 21 carried by the first segment 3 and a second end 19 resting on the core of the second segment when the brake is at rest. This link 17 integrates a mechanism which increases its length as the linings wear, so that the stroke of the brake control remains unchanged over the life of the brake.
  • the lever 21 carried by the core 12 of segment 3 is actuated by an actuator which controls the parking brake.
  • This lever 21 comprises a first end 24 linked in rotation by a connection 22 to a first end 15A of the core 12A, and a second free end 23 to which a brake cable head 5 is secured.
  • the cable 5 is partly housed in guide means such as a helical spring 26 carried by the plate 2 on the side of its internal face.
  • This lever 21 is supported in the vicinity of the connection 22 on the end 18 of the link 17. When the cable is put under tension, it pulls the free end 23 of the lever 21 which then moves away from the rim 13, to press the link 17 in order to spread the segments 3 and 4 so as to press them against the drum.
  • the actuating lever 21 is formed by a plate extending longitudinally, and more particularly intended to extend, once mounted in the drum brake, in a plane parallel to the plate 2.
  • the drum brake comprises means for reducing or canceling unwanted vibrations and noise, typically damping means by friction, shearing of elastomeric materials, viscoelasticity or the like and/or one or more additional masses 29, 29A, 29B fixed on at least one of the cores of segments 3, 4.
  • the additional mass(es) 29, 29A, 29B are made of steel so as to significantly increase the mass of the segment and thus ensure a sufficient shift in the natural frequencies of the segment.
  • these additional masses may include properties enabling vibrations to be damped when the drum brake is in use.
  • the additional mass(es) 29, 29A, 29B are made of a damping material to attenuate vibrations, such as an elastomer.
  • the additional mass(es) 29 are fixed by gluing, welding, screwing, riveting, crimping on at least one core 12A, 12B.
  • the additional mass(es) are fixed on the core of the segment carrying the lever 21 to the extent that the connection between this segment and the lever constitutes a source of vibrations.
  • a first washer 29A, 29B forming an additional mass is fixed on one of the bores 22A, 22B of the first ends 15A, 15B of the cores 12A, 12B, for example by means of a screw.
  • the drum brake comprises a first and a second washers 29A, 29B each forming an additional mass, and each fixed respectively on the bore 22A, 22B of the first ends 15A , 15B of souls 12A, 12B.
  • bores 22A, 22B makes it possible to simplify the fixing of the additional masses on the cores of the segments and to attenuate the vibrations at the level of the connection between the segment 3 and the lever 21.
  • all of the additional masses represent a mass of between 15 and 40% of the mass of the segment.
  • the invention also proposes steps which increment following the conventional steps of manufacturing a drum brake.
  • the ratio (R.) between the highest resonance frequency and the lowest resonance frequency is at least equal to 1.12 and preferably greater than 1.15.

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

L'invention se rapporte à un frein à tambour (1) de véhicule comprenant un plateau (2) sur lequel sont fixés un cylindre de roue (6) et un organe d'appui (7), un premier et un second segments (3, 4) comportant respectivement une âme (12A, 12B) au bord externe de laquelle est fixée une semelle (13) dotée d'une garniture de freinage (14), un actionneur doté d'un levier (21) de frein de stationnement porté par l'âme (12A) d'un des segments, le frein à tambour comportant des moyens pour diminuer des vibrations, fixés sur au moins une des âmes des segments (3, 4). L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un frein à tambour.

Description

Description
Titre de l'invention : « Frein à tambour de véhicule et procédé de fabrication
»
L'invention se rapporte à un frein à tambour de véhicule comprenant un plateau en forme de disque ayant une face interne à laquelle sont fixés un cylindre de roue et un organe d'appui appelé point fixe, à des positions diamétralement opposées, un premier et un second segments comportant respectivement une âme au bord externe de laquelle est fixée une semelle usuellement appelée jante en tôle, cintrée de manière cylindrique et dotée d'une garniture de freinage, chaque âme comportant une première extrémité en appui sur un piston du cylindre de roue et une seconde extrémité en appui sur le point fixe. Un tambour est monté en rotation par rapport au plateau et muni d'une jupe périphérique de friction. Le frein à tambour comprend un actionneur doté d'un levier de frein de stationnement qui permet l'immobilisation du véhicule, ce levier étant porté par l'âme d'un des segments, ledit levier étant pourvu d'une première extrémité montée libre en rotation au niveau d'un alésage, avec la première extrémité de ladite âme, et une seconde extrémité à laquelle est fixée une extrémité d'un câble de frein, qui mis en tension, tire la seconde extrémité du levier, provoquant une rotation du levier afin d'écarter les segments.
Chacune des premières extrémités des âmes comporte un alésage prévu pour accueillir une pièce du montage libre en rotation de la première extrémité du levier avec la première extrémité de l'âme correspondante.
L'invention se rapporte également à un procédé de fabrication d'un tel frein à tambour.
Etat de la technique
Un frein à tambour est un organe de freinage qui est agencé dans un véhicule pour ralentir, voire bloquer la rotation de la roue par friction. Ainsi, un frein à tambour de ce type peut être utilisé en tant que frein de service pour ralentir ou pour stopper le véhicule, et aussi en tant que frein de stationnement pour assurer l'immobilisation du véhicule en stationnement. Un tel frein à tambour comporte un plateau fixe ayant une face interne à laquelle sont fixés un cylindre de roue et un organe d'appui appelé point fixe, à des positions diamétralement opposées. Ce plateau porte un premier et un second segment ayant des extrémités rappelées en appui sur le cylindre de roue et sur le point fixe par deux ressorts pour les enserrer l'un et l'autre. Le premier segment comporte une âme en tôle ayant une forme de portion de couronne, au bord externe de laquelle est soudée ou sertie une semelle usuellement appelée jante en tôle cintrée de manière cylindrique, et destinée à porter une garniture de freinage. Cette âme comporte une extrémité en appui sur un piston du cylindre de roue, et une autre extrémité en appui sur le point fixe. Le second segment a la même structure générale.
Ces segments sont mobiles radialement pour être pressés contre une face interne d'un tambour rotatif de roue de façon à générer un couple de freinage. Le cylindre de roue comprend une chambre fermée par deux pistons qui s'écartent sur augmentation de la pression hydraulique, pour écarter les extrémités des segments. Complémentairement, une biellette de rattrapage d'usure longe le cylindre de roue en ayant une extrémité en appui sur un levier porté par le premier segment et une autre extrémité en appui sur l'âme du second segment lorsque le frein est au repos. Cette biellette intègre un mécanisme qui accroît sa longueur au fil de l'usure des garnitures, pour que la course de la commande du frein reste inchangée au cours de la vie du frein.
Un levier porté par l'âme du segment est actionné par un actionneur qui commande le frein de stationnement. Ce levier comporte une extrémité liée en rotation par une liaison à une première extrémité de l'âme, et une autre extrémité libre à laquelle est solidarisée une tête de câble de frein. Ce levier est en appui au voisinage de la liaison sur l'extrémité de la biellette. Lorsque le câble est mis sous tension, il tire l'extrémité libre du levier qui s'écarte alors de la jante, pour appuyer sur la biellette afin d'écarter les segments de manière à les presser contre la jupe périphérique de friction du tambour. Lors d'une action de freinage, le frein à tambour et notamment son plateau subissent plusieurs efforts.
Premièrement, on constate un effort d'entrée au niveau du contact entre le piston du cylindre de roue et la première extrémité de l'âme.
Deuxièmement, un effort d'application est présent au contact des garnitures de freinage avec la jupe périphérique de friction du tambour.
Troisièmement, un effort de freinage s'exerce, en poussée, au point de contact de la garniture de freinage avec une butée du plateau correspondant à la paroi de guidage.
Quatrièmement, un effort de réaction s'exerce au point de contact de la seconde extrémité de l'âme avec le point fixe.
Les efforts subis par le plateau lors d'un freinage impliquent des vibrations qui engendrent des bruits plus ou moins important perturbant l'environnement acoustique du conducteur.
Le contrôle et la prédiction des vibrations et des niveaux de bruit des systèmes de freinage sont donc devenus des critères importants.
Dans le cas d'un système de freinage, la source principale d'excitation est le frottement des garnitures de freinage qui est à l'origine du bruit de crissement.
Lors d'une action de freinage, les garnitures de freinage viennent en contact avec la jupe périphérique de friction du tambour. L'ensemble du frein à tambour est alors mis en vibration et est susceptible de générer un bruit de crissement (squeal en anglais) compris entre 1 kHertz et 15 kHerz.
Chaque élément constituant le frein à tambour a plusieurs modes propres auxquels correspond une fréquence de résonance. L'apparition du crissement provient du fait qu'une fréquence de résonance d'un mode propre est proche de la fréquence du bruit de crissement.
Afin de réduire ou même de supprimer ce bruit, une première réponse a consisté à isoler chacun des éléments du système, puis à déterminer la fréquence propre de chacun des modes propres de ces éléments, ensuite à déterminer quels sont les éléments dont les fréquences sont proches de celle du bruit de crissement et enfin à modifier structurellement chacun des éléments de manière à ce que les fréquences de résonance soient éloignées de la fréquence du bruit de crissement.
Cependant, il apparaît que ce procédé de conception n'apporte pas dans tous les cas une entière satisfaction, puisque certains freins ainsi conçus génèrent encore un bruit de crissement. De plus ce procédé impacte énormément sur les procédés de fabrication puisqu'il nécessite de redimensionner les pièces pour chaque modèle de frein.
Les inventeurs ont aussi établi que la cause du bruit de crissement réside dans le couplage des modes propres dus aux forces de frottement.
C'est pourquoi, les inventeurs ont travaillé sur la prédiction du comportement vibratoire des freins à tambour au moyen de méthodes d'analyse modale complexe suivant des modèles discrétisés par éléments finis.
Présentation de l'invention
L'invention propose un frein à tambour dans lequel au moins une des âmes des segments comporte des moyens d'amortissement par frottement, cisaillement viscoélastique ou autre et/ou une ou plusieurs masses additionnelles fixées sur ladite âme de manière à augmenter la masse dudit segment dans le but de décaler ainsi les fréquences propres du segment, et/ou de manière à amortir les vibrations du segment lorsque le frein à tambour est en service.
Plus particulièrement l'invention a pour objet un frein à tambour comprenant un plateau en forme de disque ayant une face interne à laquelle sont fixés un cylindre de roue et un organe d'appui appelé point fixe, à des positions diamétralement opposées, un premier et un second segments comportant respectivement une âme au bord externe de laquelle est fixée une semelle usuellement appelée jante en tôle, cintrée de manière cylindrique et dotée d'une garniture de freinage, chaque âme comportant une première extrémité en appui sur un piston du cylindre de roue et une seconde extrémité en appui sur le point fixe, le frein à tambour comprenant un actionneur doté d'un levier de frein de stationnement qui permet l'immobilisation du véhicule, ce levier étant porté par l'âme d'un des segments, ledit levier étant pourvu d'une première extrémité montée libre en rotation au niveau d'un alésage, avec la première extrémité de ladite âme, et une seconde extrémité à laquelle est fixée une extrémité d'un câble de frein, qui mis en tension, tire la seconde extrémité du levier, provoquant une rotation du levier afin d'écarter les segments, chacune des premières extrémités des âmes comportant un alésage prévu pour accueillir une pièce du montage libre en rotation de la première extrémité du levier avec la première extrémité de l'âme correspondante, le frein à tambour comportant des moyens pour diminuer des vibrations, qui sont fixés sur au moins une des âmes des segments.
Des modes de réalisation variés de l'invention sont prévus, intégrant selon l'ensemble de leurs combinaisons possibles les différentes caractéristiques optionnelles exposées ici.
Selon un premier aspect de l'invention, les moyens pour diminuer les vibrations comprennent une ou plusieurs masses additionnelles fixées sur au moins une des âmes des segments de manière à augmenter la masse dudit segment, décalant ainsi les fréquences propres du segment, et/ou de manière à amortir les vibrations lorsque le frein à tambour est en service.
Selon un deuxième aspect de l'invention, les moyens pour diminuer les vibrations comprennent des moyens d'amortissement de vibration tels que des amortisseurs par frottement ou cisaillement viscoélastique, fixés sur au moins une des âmes des segments.
Selon un premier mode de réalisation, les moyens pour diminuer les vibrations sont fixés sur au moins une des âmes des segments par collage, soudage, vissage, rivetage, ou sertissage.
Selon un deuxième mode de réalisation préféré, le frein à tambour comporte une première rondelle formant une masse additionnelle, et fixée sur l'un des alésages des premières extrémités des âmes.
Selon ce mode de réalisation préféré, la première rondelle formant une masse additionnelle, est fixée avantageusement sur l'alésage de la première extrémité de l'âme portant le levier, au moyen de la pièce du montage libre en rotation de la première extrémité du levier avec la première extrémité de l'âme correspondante.
Selon une variante de ce mode de réalisation préféré, le frein à tambour comporte une première et une seconde rondelles formant chacune une masse additionnelle, et fixées chacune respectivement sur l'alésage des premières extrémités des âmes.
De préférence, les moyens pour diminuer les vibrations comprennent une ou plusieurs masses additionnelles représentant une masse totale comprise entre 15 et 40% de la masse du segment.
Avantageusement, les moyens pour diminuer les vibrations comprennent une ou plusieurs masses additionnelles en acier de manière à augmenter de manière conséquente la masse de l'âme et assurer ainsi un décalage suffisant des fréquences propres du segment.
Selon un perfectionnement, les moyens pour diminuer les vibrations comprennent une ou plusieurs masses additionnelles constituées d'un matériau amortissant pour atténuer les vibrations, tel qu'un élastomère.
L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un frein à tambour conforme à un mode de réalisation de l'invention, les moyens pour diminuer les vibrations comprenant une ou plusieurs masses additionnelles, dans lequel on procède au moins :
- à une étape de détermination des fréquences de résonance des modes propres des segments et de l'ensemble des autres pièces constituant le frein à tambour,
- à une étape de détermination de la valeur de la au moins une masse additionnelle ainsi que de son positionnement sur les âmes des segments, de manière à éloigner les fréquences de résonances des segments des fréquences de résonances de l'ensemble des autres pièces constituant le frein à tambour,
- à une étape dans laquelle on fixe la au moins une masse additionnelle sur l'âme correspondante. De préférence, le rapport (R.) entre la fréquence de résonance la plus élevée et la fréquence de résonance la plus faible est au moins égal à 1,12 et préférentiellement supérieur à 1, 15.
Brève description des dessins
D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée d'un mode de mise en œuvre nullement limitatif, et des dessins annexés sur lesquels :
[Fig.l] : la Fig.l représente une vue en plan d'un frein à tambour selon l'état de la technique, destiné à être monté sur une roue de véhicule automobile ;
[Fig.2] : la Fig.2 représente une vue en perspective d'un levier de frein de parking du frein à tambour selon l'état de la technique;
[Fig.3] : la Fig.3 représente une vue en plan des segments d'un frein à tambour selon l'état de la technique, le segment de droite portant un levier de frein de parking;
[Fig.4] : la Fig.4 représente une vue en coupe de la première extrémité des segments d'un frein à tambour selon l'état de la technique, le segment de droite portant un levier de frein de parking;
[Fig.5] : la Fig.5 représente une vue en plan d'un frein à tambour selon l'invention, destiné à être monté sur une roue de véhicule automobile ;
[Fig.6] : la Fig.6 représente une vue en plan des segments d'un frein à tambour selon l'invention, le segment de droite portant un levier de frein de parking;
[Fig.7] : la Fig.7 représente une vue en coupe de la première extrémité des segments d'un frein à tambour selon l'invention, le segment de droite portant un levier de frein de parking.
Description des modes de réalisation Un frein à tambour 1 selon l'état de la technique est représenté en figure 1. Un tel frein à tambour 1 comporte un plateau fixe 2 ayant une face interne à laquelle sont fixés un cylindre de roue 6 et un organe d'appui appelé point fixe 7, à des positions diamétralement opposées. Ce plateau 2 porte un premier et un second segments 3 et 4 ayant des extrémités rappelées en appui sur le cylindre de roue 6 et sur le point fixe 7 par deux ressorts 8 et 9 pour les enserrer l'un et l'autre. Le premier segment 3 comporte une âme 12A en tôle ayant une forme de portion de couronne, au bord externe de laquelle est soudée ou sertie une semelle usuellement appelée jante 13 en tôle cintrée de manière cylindrique, et qui porte une garniture de freinage 14. Cette âme 12A comporte une première extrémité 15A en appui sur un piston du cylindre de roue 6, et une seconde extrémité 16A en appui sur le point fixe 7.
De manière similaire, le second segment 4 comporte une âme 12B en tôle ayant une forme de portion de couronne, au bord externe de laquelle est soudée ou sertie une semelle usuellement appelée jante 13 en tôle cintrée de manière cylindrique qui porte une garniture de freinage 14. Cette âme 12B comporte une première extrémité 15B en appui sur un piston du cylindre de roue 6, et une seconde extrémité 16B en appui sur le point fixe 7.
Le frein à tambour comprend également un tambour (non représenté sur les figures) monté en rotation par rapport au plateau 2 et muni d'une jupe périphérique de friction.
Les segments 3 et 4 sont mobiles radialement pour être pressés contre une face interne du tambour rotatif de façon à générer un couple de freinage.
Le cylindre de roue 6 comprend une chambre fermée par deux pistons qui s'écartent sur augmentation de la pression hydraulique, pour écarter les extrémités des segments 3, 4. Complémentairement, une biellette de rattrapage d'usure 17 longe le cylindre de roue 6 et comporte une première extrémité 18 en appui sur un levier 21 porté par le premier segment 3 et une seconde extrémité 19 en appui sur l'âme du second segment lorsque le frein est au repos. Cette biellette 17 intègre un mécanisme qui accroît sa longueur au fil de l'usure des garnitures, pour que la course de la commande du frein reste inchangée au cours de la vie du frein.
Tel que représenté en figures 2, 3 et 4, le levier 21 porté par l'âme 12 du segment 3 est actionné par un actionneur qui commande le frein de stationnement. Ce levier 21 comporte une première extrémité 24 liée en rotation par une liaison 22 à une première extrémité 15A de l'âme 12A, et une seconde extrémité libre 23 à laquelle est solidarisée une tête de câble 5 de frein. Le câble 5 est logé pour partie dans des moyens de guidage tel qu'un ressort hélicoïdal 26 porté par le plateau 2 du côté de sa face interne.
Ce levier 21 est en appui au voisinage de la liaison 22 sur l'extrémité 18 de la biellette 17. Lorsque le câble est mis sous tension, il tire l'extrémité libre 23 du levier 21 qui s'écarte alors de la jante 13, pour appuyer sur la biellette 17 afin d'écarter les segments 3 et 4 de manière à les presser contre le tambour.
Le levier d'actionnement 21 est formé par une plaque s'étendant longitudinalement, et plus particulièrement destiné à s'étendre, une fois monté dans le frein à tambour, dans un plan parallèle au plateau 2.
Tel que représenté en figures 5 et 6 et conformément à l'invention, le frein à tambour comporte des moyens pour réduire ou annuler les vibrations et bruits non désirés, typiquement des moyens d'amortissement par friction, cisaillement de matières élastomère, viscoélasticité ou analogue et/ou une ou plusieurs masses additionnelles 29, 29A, 29B fixées sur au moins une des âmes des segments 3, 4.
La présence de ces masses additionnelles induit une augmentation de la masse du ou des segments 3, 4, ce qui a pour conséquence de décaler les fréquences propres du ou des segments munis des masses additionnelles.
Ainsi, il est possible d'ajuster la valeur de la masse additionnelle de manière à décaler plus ou moins les fréquences propres du segment.
Avantageusement, la ou les masses additionnelles 29, 29A, 29B sont en acier de manière à augmenter de manière conséquente la masse du segment et assurer ainsi un décalage suffisant des fréquences propres du segment. Avantageusement, ces masses additionnelles peuvent comporter des propriétés permettant d'amortir les vibrations lorsque le frein à tambour est en service.
Ainsi, il est possible d'ajuster la composition de la masse additionnelle de manière à ajuster ses propriétés d'amortissement.
Avantageusement, la ou les masses additionnelles 29, 29A, 29B sont constituées d'un matériau amortissant pour atténuer les vibrations, tel qu'un élastomère.
Selon un premier mode de réalisation, la ou les masses additionnelles 29 sont fixées par collage, soudage, vissage, rivetage, sertissage sur au moins une âme 12A, 12B.
De préférence, la ou les masses additionnelles sont fixées sur l'âme du segment portant le levier 21 dans la mesure où la liaison entre ce segment et le levier constitue une source de vibrations.
Selon un deuxième mode de réalisation, une première rondelle 29A, 29B formant une masse additionnelle est fixée sur l'un des alésages 22A, 22B des premières extrémités 15A, 15B des âmes 12A, 12B, au moyen par exemple d'une vis.
Dans le cas où il s'agit de la première extrémité 15A de l'âme 12A portant le levier 21, il est avantageux d'utiliser, comme représenté en figure 7, la pièce 30 du montage libre en rotation de la première extrémité 24 du levier 21 avec la première extrémité de l'âme 12A.
Selon une variante du deuxième mode de réalisation représentée en figures 6 et 7, le frein à tambour comporte une première et une seconde rondelles 29A, 29B formant chacune une masse additionnelle, et fixées chacune respectivement sur l'alésage 22A, 22B des premières extrémités 15A, 15B des âmes 12A, 12B.
On comprend que l'utilisation des alésages 22A, 22B permet de simplifier la fixation des masses additionnelles sur les âmes des segments et d'atténuer les vibrations au niveau de la liaison entre le segment 3 et le levier 21. De manière à assurer un décalage suffisant des fréquences propres du segment, l'ensemble des masses additionnelles représente une masse comprise entre 15 et 40% de la masse du segment.
L'invention propose également des étapes qui s'incrémentent à la suite des étapes classiques de fabrication d'un frein à tambour.
Ainsi, il est prévu de procéder selon l'invention au moins à une étape de détermination des fréquences de résonance des modes propres des segments 3, 4, et de l'ensemble des autres pièces constituant le frein à tambour.
Puis, on détermine la valeur des masses additionnelles 29, 29A, 29B et/ou des amortisseurs de vibration ainsi que leur positionnement sur les âmes des segments 3, 4, de manière à éloigner les fréquences de résonances des segments, des fréquences de résonances de l'ensemble des autres pièces constituant le frein à tambour.
Puis, on définit l'endroit où doivent être fixées la ou les masses additionnelles 29, 29A, 29B.
Enfin, on fixe les masses additionnelles 29, 29A, 29B à l'endroit déterminé sur les âmes 12A, 12B.
De préférence, le rapport (R.) entre la fréquence de résonance la plus élevée et la fréquence de résonance la plus faible est au moins égal à 1,12 et préférentiellement supérieur à 1,15.
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.
Nomenclature
1 - frein à tambour
2 - plateau fixe
3 - premier segment
4 - second segment 5 - câble de frein
6 - cylindre de roue
7 - organe d'appui appelé point fixe
8, 9 - ressorts
12A, 12B - âmes
13 - semelle/jante
14 - garniture de freinage
15A, 15B - premières extrémités des âmes en appui sur le cylindre de roue
16A, 16B - secondes extrémités des âmes en appui sur le point fixe
17 - biellette de rattrapage d'usure
18, 19 - extrémités de la biellette
21 - levier d'actionnement de frein de stationnement
23 - extrémité libre du levier
24 - extrémité du levier liée en rotation
26 - ressort hélicoïdal
27A, 27B - élément de support
29A, 29B, 29 - masses additionnelles amortisseurs de vibration
30 - pièce du montage libre en rotation de la première extrémité du levier avec la première extrémité de l'âme.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Frein à tambour (1) comprenant :
- un plateau (2) en forme de disque ayant une face interne à laquelle sont fixés un cylindre de roue (6) et un organe d'appui (7) appelé point fixe, à des positions diamétralement opposées,
- un premier et un second segments (3, 4) comportant respectivement une âme (12A, 12B) au bord externe de laquelle est fixée une semelle (13) usuellement appelée jante en tôle, cintrée de manière cylindrique et dotée d'une garniture de freinage (14), chaque âme (12A, 12B) comportant une première extrémité (15A, 15B) en appui sur un piston du cylindre de roue (6) et une seconde extrémité (16A, 16B) en appui sur le point fixe (7), le frein à tambour comprenant un actionneur doté d'un levier (21) de frein de stationnement qui permet l'immobilisation du véhicule, ce levier (21) étant porté par l'âme (12A) d'un des segments (3, 4), ledit levier étant pourvu d'une première extrémité (24) montée libre en rotation au niveau d'un alésage (22A), avec la première extrémité (15A) de ladite âme (12A), et une seconde extrémité (23) à laquelle est fixée une extrémité d'un câble de frein (5), qui mis en tension, tire la seconde extrémité (23) du levier (21), provoquant une rotation du levier (21) afin d'écarter les segments (3, 4),
- chacune des premières extrémités (15A, 15B) des âmes (12A, 12B) comportant un alésage (22A, 22B) prévu pour accueillir une pièce (30) du montage libre en rotation de la première extrémité (24) du levier avec la première extrémité de l'âme correspondante, caractérisé en ce que le frein à tambour comporte des moyens pour diminuer des vibrations, fixés sur au moins une des âmes des segments (3, 4), le frein comportant une première rondelle (29A, 29B) formant une masse additionnelle, et fixée sur au moins l'un des alésages (22A, 22B) des premières extrémités (15A, 15B) des âmes (12A, 12B).
[Revendication 2] Frein à tambour (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour diminuer les vibrations comprennent une ou plusieurs masses additionnelles (29, 29A, 29B) fixées sur au moins une des âmes des segments (3, 4) de manière à augmenter la masse dudit segment et ainsi décaler les fréquences propres du segment, et/ou de manière à amortir les vibrations lorsque le frein à tambour est en service.
[Revendication 3] Frein à tambour (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens pour diminuer les vibrations comprennent des moyens d'amortissement de vibration tels que des amortisseurs par frottement ou cisaillement viscoélastique, fixés sur au moins une des âmes des segments (3, 4).
[Revendication 4] Frein à tambour selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens pour diminuer les vibrations sont fixés sur au moins une des âmes des segments (3, 4) par collage, soudage, vissage, rivetage, ou sertissage.
[Revendication 5] Frein à tambour selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une première rondelle (29A, 29B) formant une masse additionnelle, et fixée sur l'alésage (22A) de la première extrémité (15A) de l'âme (12A) portant le levier (21), au moyen de la pièce du montage libre en rotation de la première extrémité (24) du levier avec la première extrémité de l'âme correspondante.
[Revendication 6] Frein à tambour selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une première et une seconde rondelles (29A, 29B) formant chacune une masse additionnelle, et fixées chacune respectivement sur l'alésage (22A, 22B) des premières extrémités (15A, 15B) des âmes (12A, 12B).
[Revendication 7] Frein à tambour selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens pour diminuer les vibrations comprennent une ou plusieurs masses additionnelles représentant une masse totale comprise entre 15 et 40% de la masse du segment.
[Revendication 8] Frein à tambour selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens pour diminuer les vibrations comprennent une ou plusieurs masses additionnelles en acier de manière à augmenter de manière conséquente la masse de l'âme et assurer ainsi un décalage suffisant des fréquences propres du segment.
[Revendication 9] Frein à tambour selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens pour diminuer les vibrations comprennent une ou plusieurs masses additionnelles constituées d'un matériau amortissant pour atténuer les vibrations, tel qu'un élastomère.
[Revendication 10] Procédé de fabrication d'un frein à tambour conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, les moyens pour diminuer les vibrations comprenant une ou plusieurs masses additionnelles, caractérisé en ce qu'on procède au moins :
- à une étape de détermination des fréquences de résonance des modes propres des segments (3, 4), et de l'ensemble des autres pièces constituant le frein à tambour,
- à une étape de détermination de la valeur de la au moins une masse additionnelle (29, 29A, 29B) ainsi que son positionnement sur les âmes (12A, 12B) des segments, de manière à éloigner les fréquences de résonances des segments (3, 4) des fréquences de résonances de l'ensemble des autres pièces constituant le frein à tambour,
- à une étape dans laquelle on fixe la au moins une masse additionnelle (29, 29A, 29B) sur l'âme correspondante.
[Revendication 11] Procédé de fabrication d'un frein à tambour selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le rapport (R) entre la fréquence de résonance la plus élevée et la fréquence de résonance la plus faible est au moins égal à 1,12 et préférentiellement supérieur à 1,15.
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