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Contenu

1. Structure et fonction d'un frein à tambour
2. Avantages et inconvénients des freins à tambour
3. Différentes conceptions
4. Matériau, usure et remplacement
5. Le frein à tambour idéal
6. Les avantages de Carpardoo

Le frein à tambour en bref

• Le tambour de frein est monté sur le moyeu de roue ou sur le corps d'essieu pour tourner pendant la conduite. En pressant sur l'axe des mâchoires de frein, on obtient un effet de freinage par frottement des pièces.
• Dans la plupart des voitures, les freins à disque font office de frein de service (frein au pied) en remplacement des freins à tambour. Mais ces derniers sont encore très utilisés sur les petites voitures en raison de leur conception, sur lesquelles ils assurent la fonction de frein de stationnement ou frein à main.

1. Structure et fonction d'un frein à tambour

Des freins à tambour avec mâchoires de frein internes ont déjà été installées en 1900 et sont une évolution du frein à bande extérieure utilisé jusqu'alors. Ils sont depuis longtemps à la pointe de la technologie en matière de freinage des voitures, même s'ils ont été progressivement remplacés par l’émergence du frein à disque. Les freins à tambour sont aujourd'hui utilisés comme freins à pied sur de nombreux véhicules utilitaires, remorques, petites voitures ou véhicules tout-terrain. Faciles à mettre en place, ces freins gardent encore aujourd'hui toute leur importance. Quels sont les éléments essentiels du frein à tambour ? Les tambours de frein rotatifs, ainsi que les mâchoires de frein fixes sur lesquelles reposent les garnitures de frein. En actionnant le frein à tambour, on presse les deux mâchoires de frein intérieures et leur garniture contre le tambour de frein. L'énergie cinétique est convertie en chaleur par le frottement ou, dans le cas de freins de stationnement, la rotation du tambour est empêchée – ainsi que tout déplacement du véhicule. Le cylindre de roue (pour les modèles à commande hydraulique), la came en S (à travers le cylindre de frein à air comprimé) et les verrous à expansion ou leviers de tension (pour les freins de stationnement à commande mécanique), entre autres, servent de dispositifs de tension. Ils écartent les mâchoires de frein et assurent ainsi la force de serrage avec laquelle les garnitures de frein agissent sur le tambour.

2. Avantages et inconvénients des freins à tambour

Contrairement aux freins à disque, les freins à tambour s'autorenforcent : en fonction du modèle, la force de serrage d'au moins une mâchoire de frein est augmentée par la force de friction. Ce qui signifie qu'on peut atteindre rapidement un blocage des roues même en dosant le freinage. La simple action sur la pédale de frein a tendance à actionner les pistons totalement, avec pour effet de bloquer les freins de faire perdre le contrôle du véhicule. Autre point : par la conception fermée du frein à tambour, ses composants sont certes très bien protégés contre la corrosion et les corps étrangers, ce qui les rend plus durables – mais ne permet pas d'évacuer la chaleur conséquente à la friction de s pièces au freinage. Cette structure fermée rend également le changement de mâchoires/garnitures de frein plus difficile. Les freins à tambour sont beaucoup plus sensibles aux pertes d’effet de freinage causées par la chaleur. Ils sont aussi en général beaucoup plus lourds que les freins à disque, mais leur conception même (notamment le fait qu'ils s'autorenforcent) les rend tout indiqués en tant que frein de stationnement.

3. Différentes conceptions

Bien que les freins à tambour se composent toujours d’un tambour de frein et de deux mâchoires de frein, il existe différents types – et notamment des modèles qui mettent l'accent sur l’auto-renforcement. On différencie aussi les freins à tambour selon le type d'actionnement (hydraulique ou mécanique).

Frein simplex

Le frein simplex est la forme de frein à tambour la plus simple et la plus répandue. Les deux mâchoires de frein sont soutenues en rotation par un palier de support fixe d'un côté et appuyées de l'autre côté par un seul cylindre de roue pour les deux mâchoires, une came en S, une serrure à expansion, un levier ou une cale simultanément au tambour de frein. La rotation du tambour augmente la pression de contact pour l'une des mâchoires de frein pendant la marche avant ou arrière. En conséquence, l'effet de freinage est le même dans les deux sens. Mais dans la pratique, les garnitures de frein s'usent différemment car on conduit plus souvent en marche avant avec un freinage plus fort.

Frein duplex

Contrairement au frein simplex, les mâchoires de frein sont montées de manière à se chevaucher. Pour ce faire, elles ne sont plus montées en un point mais se font face et disposent chacune d'un cylindre de roue ou came unilatéral. Comme les deux mâchoires sont toujours chargées de manière égale, les plaquettes de frein s'usent de manière uniforme et, dans le mouvement en avant, l'effet de freinage est doublé. Inconvénient: en marche arrière, le frein fonctionne nettement moins bien et les freins duplex sont plus sujets à l'évanouissement.

Frein duo-duplex

Le frein duo-duplex combine les avantages d'un frein simplex avec ceux du frein duplex. Au lieu de disposer les mâchoires de frein autour d'un point pivot, ils sont pressés contre le tambour de frein par deux cylindres de roue à effet bilatéral. Il fonctionne de la même manière en marche avant et arrière et les plaquettes de frein s'usent de manière uniforme. En raison de la conception complexe, les freins duo-duplex sont de moins en moins utilisés.

Servofrein

Cette forme de frein à tambour est similaire au frein simplex, toutefois, les mâchoires de frein sont montées de façon flottante et transmettent la force de soutien de la mâchoire de frein entrante via un boulon de pression à la mâchoire de frein sortante. Il en résulte un auto-renforcement dans les deux mâchoires de frein, mais seulement dans un sens. L'effet de freinage élevé en marche avant rend son dosage difficile.

Frein duo-servo

Dans le frein duo-servo, le renforcement de la mâchoire de frein entrante sert également à appuyer sur la deuxième mâchoire de frein. Étant donné que le palier de support est flottant et que le soutien est fourni par le cylindre de roue à double effet, il y a finalement deux sabots de frein qui se chevauchent, ce qui ralentit toujours la voiture dans les deux sens avec un effet de freinage maximal. Le frein duo-servo est utilisé sur les camions et comme frein de stationnement sur les voitures.

4. Matériau, usure et remplacement

Le tambour de frein d'un frein à tambour peut être en fonte, en fonte malléable, en acier moulé ou fait d'une fonte composite en métal léger avec fonte. Très résistant à l'usure, il est très rare d'avoir à le changer et il est en général remplacé lorsque le délai mentionné par le fabricant est atteinte. D'autres dommages de type bosses ou corrosion peuvent également être des causes de changement. Les garnitures de frein des mâchoires peuvent être fabriquées dans différents matériaux, classés en matériaux semi-métalliques, faiblement métalliques, organiques et en céramique. La composition exacte est souvent un secret de fabrication. Une fois usés, on les remplace par un nouveau jeu de mâchoires de frein.

5. Le frein à tambour idéal

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6. Les avantages de Carpardoo

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