FR3088562A1 - Outil d’usinage pour usiner une couronne de frottement d’un disque de frein - Google Patents

Outil d’usinage pour usiner une couronne de frottement d’un disque de frein Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un outil d'usinage pour usiner suivant un axe de rotation d'une broche (1) rotative une couronne de frottement (22) d'un disque de frein (2) comportant des moyens de serrages (3) adaptés pour être entrainés en rotation par la broche rotative (1), les moyens de serrage (3) comportant deux parties (31, 32) adaptées pour enserrer un moyeu (21) du disque de frein (2), lesdites deux parties (31, 32) étant adaptées pour entrainer en rotation le disque de frein (2) suivant l'axe de rotation de la broche (1) permettant l'usinage de ladite couronne (22), au moins une des deux parties (31, 32) des moyens de serrage (3) présentant une forme adaptée pour exercer sur le moyeu (21) du disque de frein (2), le long d'au moins une ligne circulaire concentrique avec ledit axe de rotation, une répartition non homogène de la force de serrage.

Description

Titre de l’invention : OUTIL D’USINAGE POUR USINER UNE COURONNE DE FROTTEMENT D’UN DISQUE DE FREIN
La présente invention concerne un outil d’usinage pour usiner suivant un axe de rotation d’une broche rotative une couronne de frottement d’un disque de frein.
La présente invention concerne plus particulièrement un tel outil d’usinage qui comporte des moyens de serrages adaptés pour être entraînés en rotation par la broche rotative suivant ledit axe de rotation, les moyens de serrage comportant deux parties adaptées pour enserrer un moyeu du disque de frein, lesdites deux parties étant adaptées pour entraîner en rotation le disque de frein suivant l’axe de rotation de la broche permettant l’usinage de ladite couronne.
Un type de disque de frein connu disposé autour d’un axe principal de rotation, présenté notamment par le document FR-A1-2988450, comporte un moyeu réalisé par l’emboutissage d’une tôle en acier, formant un bol comprenant successivement une face transversale plate centrale présentant des perçages de fixation sur le porte-moyeu du véhicule, une partie axiale, puis une partie transversale radialement extérieure entourant cette partie axiale, tournée radialement vers l’extérieur. La partie transversale extérieure reçoit par surmoulage une couronne de freinage en fonte, présentant deux faces parallèles opposées de frottement. On obtient un disque de frein hybride comportant un moyeu en acier disposant d’une épaisseur faible ce qui réduit la masse.
D’une manière générale les deux faces parallèles de frottement des disques de frein doivent présenter des caractéristiques géométriques précises afin d’obtenir une bonne qualité du freinage et une absence de vibrations, en particulier une planéité et une perpendicularité par rapport à l’axe de rotation.
Toutefois le moyeu en tôle des disques de frein hybrides présente une faible épaisseur ce qui implique que cette partie ne peut être usinée pour arriver à la géométrie souhaitée. Seule la couronne en fonte surmoulée en périphérie du moyeu en tôle peut être usinée. Comme le serrage du moyeu sur un tour d’usinage diffère du serrage final du moyeu sur le véhicule, celui-ci présente des déformations qui auront comme conséquence de modifier la géométrie de la couronne en fonte après montage sur le véhicule. Une telle variation de géométrie ne permet pas d’avoir une bonne qualité du freinage et une absence de vibrations.
Le dispositif selon l’invention permet de remédier à cet inconvénient. Il comporte en effet selon une première caractéristique, un outil d’usinage pour usiner suivant un axe de rotation d’une broche rotative une couronne de frottement d’un disque de frein, comportant comprenant des moyens de serrages adaptés pour être entraînés en rotation par la broche rotative suivant ledit axe de rotation, les moyens de serrage comportant deux parties adaptées pour enserrer un moyeu du disque de frein, lesdites deux parties étant adaptées pour entrainer en rotation le disque de frein suivant l’axe de rotation de la broche permettant l’usinage de ladite couronne, au moins une des deux parties des moyens de serrage présentant une forme adaptée pour exercer sur le moyeu du disque de frein, le long d’au moins une ligne circulaire concentrique avec ledit axe de rotation, une répartition non homogène de la force de serrage.
Selon des modes particuliers de réalisation :
• L’outil d’usinage comporte au moins sur une des deux parties des moyens de serrage des bossages régulièrement répartis autour de l’axe de rotation de la broche. L’action de ces bossages lors du serrage, créant une variation de pression de serrage à remplacement de ces bossages. Ces bossages reproduisent la géométrie du roulement du porte-moyeu, en particulier les variations de raideurs du roulement, une fois le disque de fixé sur le véhicule.
• Les bossages sont positionnés à l’identique autour de l’axe de rotation de la broche tous les 120 degrés ou tous les 90 degrés ou tous les 60 degrés ou tous les 45 degrés. Une telle répétition dépend du nombre de vis de fixation de la roue sur le porte-moyeu. Ce nombre est variable en fonction du véhicule et généralement compris entre quatre et six vis de fixation.
• La première partie des deux parties des moyens de fixation est fixée directement à l’extrémité de la broche, formant un support pour le moyeu du disque de frein, la seconde partie des deux parties des moyens de fixation bloquant le moyeu du disque de frein contre ladite première partie.
• La première partie comporte au moins une couronne circulaire adaptée pour former une surface d’appui de la première partie contre le moyeu du disque de frein, ladite couronne comportant des parties de plus grande hauteur qui forme au moins une partie desdits bossages.
• La première partie comporte au moins deux couronnes circulaires, positionnées de manière concentrique, chaque extrémité des parties de plus grande hauteur de chacune desdites deux couronnes circulaires étant alignée selon un même rayon.
• La seconde partie comporte, le long de la surface opposée à la surface d’appui de la seconde partie contre le moyeu du disque de frein, des renforts qui s’étendent d’une partie centrale de ladite seconde partie en direction de la bordure de la seconde partie, lesdits renforts formant au moins une partie desdits bossages pour créer des variations de la pression de serrage de la seconde partie des moyens de serrage contre le moyeu du disque de frein, par une variation de la rigidité de la seconde partie des moyens de serrage à l’emplacement desdits bossages.
• Les bossages de la première partie et les bossages de la seconde parte des moyens de serrage sont alignées de telle sorte que, suivant l’axe de rotation de la broche, chaque bossage de la première partie est en vis-à-vis d’un bossage de la seconde partie.
• Les moyens de serrage comportent un indexeur adapté pour positionner selon une unique position angulaire suivant l’axe de rotation de la broche, la première partie par rapport à la seconde partie des moyens de serrage. D’autres moyens d’indexage peuvent être imaginés.
La présente invention concerne aussi un disque de frein de type hybride dont la couronne de frottement est obtenue par surmoulage le long de la surface périphérique d’un moyeu en métal embouti, ladite couronne étant usinée au moyen d’une outil d’usinage comportant au moins l’une quelconque des caractéristiques précédentes.
Les dessins annexés illustrent l’invention :
[Fig.1 ] représente une vue en perspective d’un outil d’usinage d’un disque de frein hybride, selon l’invention.
[Fig.2] représente une vue en coupe d’une partie de l’outil d’usinage selon l’invention.
[Fig.3] représente une vue en perspective d’une première face dite avant d’une première partie et d’une seconde face dite arrière d’une seconde partie d’un outil d’usinage, selon l’invention.
[Fig.4] représente une vue en perspective d’une première face dite avant de la seconde partie de l’outil d’usinage, selon l’invention.
La figure 1 représente une broche 1 d’un outil d’usinage pour usiner les deux surfaces de friction 21 d’un disque de frein 2. La figure 2 représente une vue en coupe de la figure 1 le long du plan de coupe AA’. Le disque de frein 2 tel que représenté est un disque de frein hybride qui comporte un moyeu 21 en tôle d’acier emboutie qui reçoit par surmoulage en périphérie du moyeu 21 une couronne de frottement en fonte 22. La broche 1 comporte des moyens de serrage 3. Les moyens de serrage 3 comportent deux parties principales qui enserrent le moyeu 21 du disque de frein ; une première partie 31 solidaire de la broche 1 qui forme une palette et une seconde partie 32 qui forme un faux portemoyeu. La palette 31 comporte une fusée 33 qui s’étend dans le prolongement de la broche 1 pour serrer le moyeu 21 du disque de frein 2 et le faux portemoyeu 32. Un écrou 34 est vissé à l’extrémité libre de la fusée 33. La palette 31 comporte une première face dite face avant 310 contre laquelle est positionnée le moyeu 21 du disque de frein 2. La face avant 310 de la palette 31 comporte en saillie une partie centrale cylindrique 311 dont la bordure latérale forme un premier épaulement circulaire 312 qui permet le centrage du moyeu 21 du disque de frein 2 sur la palette 31. Un premier anneau cylindrique 313, en saillie de la face avant 310, est positionné en bordure de la partie centrale 311 et forme une premier surface d’appui pour le moyeu 21 du disque de frein 2. Une second anneau cylindrique 314 est positionné aussi en saillie de la face avant 310 de la palette 31, de manière concentrique au premier anneau cylindrique 313 et distant de celui-ci, laissant un espacement entre les deux anneaux. Le second anneau cylindrique 314 forme une seconde surface d’appui pour le moyeu 21 du disque de frein 2. Comme plus particulièrement expliqué dans la suite de la description, la palette 31 permet de simuler les surfaces de contact entre une jante et le moyeu 21 du disque de frein 2 pour appliquer les mêmes contraintes sur le moyeu 21 du disque de frein 2 lors de l’usinage qu’une fois montée sur le véhicule. Le faux porte-moyeu 32 comporte une première face dite avant 320 en regard de la face avant 310 de la palette 31. La face avant 320 du faux porte-moyeu 32 présente une forme centrale complémentaire de la partie centrale cylindrique 311 de la palette 31 pour assurer le maintien en position du moyeu 21 du disque de frein 2 lors de l’usinage de la couronne de frottement 22 du disque de frein 2. Le reste de la face avant 320 présente une surface d’appui plane. Le faux portemoyeu 32 comporte une partie centrale cylindrique 321 de plus grande épaisseur dans laquelle est formé un alésage 322 pour le passage de la fusée 33. L’écrou 34 est en appui contre la partie centrale 321 du faux porte-moyeu 32. De la partie centrale 321 du faux porte-moyeu 32 s’étend, le long d’une seconde face dite arrière 323, des raidisseurs 324. Les raidisseurs 324 sont positionnés de manière à simuler les variations de raideurs de roulements présents dans les portes moyeux sur lesquels sont fixés les moyeux de roues pour fixer les roues sur le véhicule. Les raidisseurs 324 permettent donc de simuler un montage des moyeux 21 du disque de frein 2 sur le véhicule lors de l’usinage de la couronne de frottement 22 du disque de frein 2. Dans cet exemple de mode de réalisation, le faux porte-moyeu 32 comporte quatre raidisseurs 324. Est aussi présent un indexeur 4, solidaire de la palette 31, en saillie de la face avant 310 de la palette 31, qui pénètre dans une ouverture 325 formée dans la face avant 320 du moyeu 32 pour indexer le positionnement du faux porte-moyeu 32 par rapport à la palette 31.
Les figures 3 et 4 représentent des vues en perspective des deux parties des moyens de serrage 3bis selon un second mode de réalisation avec cinq raidisseurs 324bis. Les parties communes entre les deux modes de réalisation gardent les mêmes références, les parties qui sont différentes seront suivies d’un bis. La palette 31 bis est représentée avec la fusée 33 et avec l’indexeur 4 de solidarisés. Est aussi plus particulièrement visible sur la face avant 320 du faux porte-moyeu 32bis, l’ouverture 325 pour l’indexeur 4. La palette 3bis comporte le long du premier anneau cylindrique 313bis et du second anneau cylindrique 314bis des sections de différentes hauteurs. Dans ce second mode de réalisation, est présent cinq sections 315 de plus grande hauteur le long du premier anneau cylindrique 313bis et cinq sections 316 de plus grande hauteur le long du second anneau cylindrique 314bis. Les sections 315 et 316 sont alignés en correspondance avec les cinq raidisseurs 323bis du moyeu 32bis. L’indexeur 4 permet de garantir le positionnement angulaire du moyeu 32bis par rapport à la palette 31 bis pour garantir une telle correspondance. Il en est de même pour le premier mode de réalisation mais avec quatre sections qui sont en correspondance de quatre raidisseurs.
Selon d’autres variantes non illustrées, la palette peux comporter plus de cinq raidisseurs ou moins de quatre raidisseurs, qui seront toujours en correspondance avec le même nombre de sections de plus grande hauteur le long du premier anneau cylindrique et le même nombre de sections de plus grande hauteur le long du second anneau cylindrique formés le long de la face avant de la palette.

Claims (10)

1. Outil d’usinage pour usiner suivant un axe de rotation d’une broche (1) rotative une couronne de frottement (22) d’un disque de frein (2), comportant des moyens de serrages (3, 3bis) adaptés pour être entraînés en rotation par la broche rotative (1) suivant ledit axe de rotation, les moyens de serrage (3, 3bis) comportant deux parties (31,31 bis, 32, 32bis) adaptées pour enserrer un moyeu (21) du disque de frein (2), lesdites deux parties (31,31 bis, 32, 32bis) étant adaptées pour entrainer en rotation le disque de frein (2) suivant l’axe de rotation de la broche (1) permettant l’usinage de ladite couronne (22), caractérisé en ce qu’au moins une des deux parties (31,31 bis ; 32, 32bis) des moyens de serrage (3, 3bis) présente une forme adaptée pour exercer sur le moyeu (21) du disque de frein (2), le long d’au moins une ligne circulaire concentrique avec ledit axe de rotation, une répartition non homogène de la force de serrage.
2. Outil d’usinage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’au moins une des deux parties (31, 31 bis ; 32, 32bis) des moyens de serrage (3, 3bis) comporte des bossages (315, 316, 324, 324bis) régulièrement répartis autour de l’axe de rotation de la broche (1).
3. Outil d’usinage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les bossages (315, 316, 324, 324bis) sont positionnés à l’identique autour de l’axe de rotation de la broche tous les 120 degrés ou tous les 90 degrés ou tous les 60 degrés ou tous les 45 degrés.
4. Outil d’usinage selon l’une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la première partie (31,31 bis) des deux parties des moyens de fixation (3, 3bis) est fixée directement à l’extrémité de la broche (1 ), formant un support pour le moyeu (21) du disque de frein (2), la seconde partie (32, 32bis) des deux parties des moyens de fixation (3, 3bis) bloquant le moyeu (21) du disque de frein (2) contre ladite première partie (31,31 bis).
5. Outil d’usinage selon la revendication 4, caractérisé en ce que la première partie (31,31 bis) comporte au moins une couronne circulaire (313,313bis, 314,314bis) adaptée pour former une surface d’appui de la première partie (31,31 bis) contre le moyeu (21) du disque de frein (2), ladite couronne (313, 313bis, 314, 314bis) comportant des parties de plus grande hauteur (315, 316) qui forme au moins une partie desdits bossages (315, 316, 324, 324bis).
6. Outil d’usinage selon la revendication 5, caractérisé en ce que la première partie (31, 31 bis) comporte au moins deux couronnes circulaires (313, 313bis ; 314, 314bis), positionnées de manière concentrique, chaque extrémité des parties de plus grande hauteur (315, 316) de chacune desdites deux couronnes circulaires (313, 313bis ; 314, 314bis) étant alignée selon un même rayon.
7. Outil d’usinage selon l’une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la seconde partie (32, 32bis) comporte, le long de la surface opposée à la surface d’appui de la seconde partie (32, 32bis) contre le moyeu (21) du disque de frein (2), des renforts (324, 324bis) qui s’étendent d’une partie centrale (321) de ladite second partie (32, 32bis) en direction de la bordure de la seconde partie (32, 32bis), lesdits renforts formant au moins une partie desdits bossages (315, 316, 324, 324bis).
8. Outil d’usinage selon la revendication 7, caractérisé en ce que les bossages (315, 316) de la première partie (31,31 bis) et les bossages (324,324bis) de la seconde parte (32, 32bis) des moyens de serrage (3,3bis) sont alignées de telle sorte que, suivant l’axe de rotation de la broche (1), chaque bossage (315, 316) de la première partie (31, 31 bis) est en vis-à-vis d’un bossage (324, 324bis) de la seconde partie (32, 32bis) des moyens de serrage (3, 3bis).
9. Outil d’usinage selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de serrage (3, 3bis) comportent un indexeur (4) adapté pour positionner selon une unique position angulaire suivant l’axe de rotation de la broche (1), la première partie (31,312bis) par rapport à la seconde partie (32, 32bis) des moyens de serrage (3, 3bis).
10. Disque de frein (2) de type hybride dont la couronne de frottement (22) est obtenue par surmoulage le long de la surface périphérique d’un moyeu (21) en métal embouti, ladite couronne (22) étant usinée au moyen d’une outil d’usinage selon l’une quelconque des revendications précédentes.
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