Brevet FR2475664A1 — publié le 19810814

La présente invention se rapporte à un indicateur d' usure pour élément de frottement, notamment plaquette de frein, adapté à frotter sur un contre-matériau constituant une piste mobile, notamment disque, couronne, tambour ou bandage de frein, élément comportant un support destiné à coopérer avec un dispositif de commande et une garniture de friction adaptée à être pressée suivant une face d'application sur ladite piste en réponse à l'action d'une force développée par le dispositif de commande sur le support, cet élément étant muni d' un conducteur électrique disposé en retrait de ladite face d'application, de façon à être espacé de la piste tant que la garniture n'est pas assez usee et à venir en contact avec la piste et à provoquer un signal indicateur d'usure lorsque la garniture est usee. De façon usuelle, le conducteur électrique consiste en un fil conducteur enveloppé par une gaine et s'étendant sur le support qui est métallique. Le fil doit avoir une résistance mécanique suffisailtef autrement dit un diamètre suffisant, pour résister aux contraintes lors du moulage sous pression de la garniture. Le diametre du fil est encore augmente par la présence de la gaine isolante. Le fil empiète donc de façon impore-ante sur l'épaisseur utilisable de la garniture. Il en résulte que le signal indicateur d'usure intervient avant que la garniture ne soit complètement usée, ce qui joue, sans doute, en faveur de la sécurité, mais entraîne une perte inutile d'épaisseur de garniture. Pour pallier cet inconvénient, on a déjà proposé de noyer partiellement le conducteur entouré de sa gaine dans un sillon ménagé dans le support métallique mais il en résulte une complication et un cotit accrû de la réalisation. La présente invention a pour objet un indicateur d' usure pour élément de frottement, notamment plaquette de frein, adapté à frotter sur un contre-matériau constituant une piste mobile notamment disque, couronne, tambour ou bandage de frein, qui est exempt des divers inconvénients sus-indiqués et qui permet une excellente signalisation de l'usure de la garniture, avec une construction simple, commode et peu onéreuse. Suivant l'invention, cet indicateur d'usure est carac terisé en ce qu'un tissu formé au moins en partie de fils métalliques et constituant le dit conducteur indicateur d'usure est disposé suivant l'interface du support et de la garniture. Grâce à cette disposition, les fils métalliques du tissu indicateur d'usure peuvent être très minces en raison de leur multiplicité. En outre, on prévoit avantageusement la garniture et le support en matière isolante électriquement. Ceci permet d'éviter de revêtir les fils d'une gaine isolante, ce qui réduit encore l'encombrement diamétral de ces fils. Il en résulte que la garniture de friction peut être usée jusqu'à son extrême limite utile, avant que le signal indicateur d'usure ne soit déclenché. Suivant une autre caractéristique, les fils métalliques du tissu indicateur d'usure sont certains des fils de chaine du tissu andis que les autres.fils de chaine et les fils de trame du tissu peuvent être choisis librement et sont par exemple isolants. Grâce à cette disposition, on peut fabriquer facilement le tissu à l'aide d'un métier à tisser de type courant. Dans une forme d'exécution préférée, les fils métalliques du tissu indicateur d'usure sont connectés au p61e positif d'une batterie par un circuit ayant un voyant tandis que la piste, prévue conductrice, est mise à la masse. Suivant une autre caracteristique, le support est en matière composite comportant notamment-des couches de tissu isolant superposées et imprégnées d'un liant isolant et c'est la dernière couche adjacente à la garniture qui comporte les fils conducteurs indicateurs d'usure. Grâce à cette disposition, ces fils conducteurs indicateurs d'usure disposés suivant l'interface du support et de la garniture font partie du support plutôt que de la garniture, ce qui permet à celleci d'être usée dans toute son épaisseur avant que le signal indicateur d'usure ne soit déclenché. En outre, une telle disposition permet de signaler un éventuel décollement de la garniture. Suivant un mode-de réalisation de l'invention, les couches de tissu isolant du support sont en verre tandis que le liant est une résine phénolique et la garniture de friction est elle-même prévue en matière compatible avec celle du support et comporte un liant formé par une résine du type formophénolique, des fibres et des charges. De préférence, une colle à base de résine phénolique est interposée entre la dernière couche du support formant indicateur d'usure et la garniture de friction. Une forme d'exécution de l'invention est ci-après décrite, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue schématique partielle, en perspective d'un frein à disque comportant un élement de frottement suivant l'invention et montre comment l'indicateur d'usure de cet élément de frottement est relié à un circuit de signalisation la figure 2 est une vue schématique partielle, à plus grande échelle, de ce frein, en coupe verticale transversale suivant la ligne II-II de la figure 3 ; la figure 3 est une vue schématique correspondante, en coupé verticale longitudinale suivant la ligne III-III de la figure 2 et montre les fils métalliques du tissu indicateur d'usure disposés suivant l'interface entre le support et la garniture de l'élément de frottement;; la figure 4 montre à plus grande échelle suivant I' encart Iv de la figure 3, le tissu indicateur d'usure dont certains fils de chaine, représentés en noir, sont des fils conducteurs. Le mode de réalisation représenté aux figures 1 à 4 concerne, à titre d'exemple non limitatif, une application de l'invention à un frein à disque pour véhicule automobile. Ce frein à disque comporte un disque métallique tournant 10 (figures 1 et 2) présentant deux pistes de frottement opposées 11. Avec chaque piste 11 coopère en frottement une plaquette de frein 12. La plaquette 12 comporte un support 13 coopérant avec un dispositif de commande C tel qu'un piston hydraulique 15 et une garniture de friction 14 portée par le support 13. Dans l'exemple non limitatif représenté, les deux plaquettes 12 et leurs agencements sont symétriques par rapport au disque 10. Des moyens de montage sont prévus pour maintenir cha que plaquette 12 en face de sa piste associée 11 tout en lui permettant de s'approcher de celle-ci et comporte, dans 1' exemple représenté aux figures 2 et 3, un logement fixe 16 dans lequel la plaquette 12 est reçue. Ce logement 16 présente des portées latérales A et B pour encaisser la réaction de freinage. La garniture de friction 14 dechaque plaquette 12 est adaptée à être pressée suivant une face d'application 18 sur la piste 11 en réponse à l'action d'une force développée par le piston 15 sur le support 13, la réaction étant encaissée en A ou B. La garniture de friction 14 de la plaquette 12 s'use au cours du fonctionnement. Pour permettre de signaler que la garniture 14 est usée, la plaquette 12 est munie d'un indicateur d'usure généralement désigné par 19. Cet indicateur d'usure est formé par un conducteur électrique disposé en retrait de la face d'application 18, de façon à être espacé de la piste 11 tant que la garniture n'est pas assez usée (figure 2) et à venir en contact avec la piste 11 et à provoquer un signal indicateur d'usure lorsque la garniture 14 est usée. Dans l'exemple représenté à la figure 1, le conducteur indicateur d'usure 19 est connecté au p81e positif 20 d'une batterie 21 par un circuit 22 ayant un voyant 23, tandis que le pôle négatif 24 de la batterie 21 et le disque métallique conducteur 10 sont mis à la masse respectivement en 25 et 26. La garniture 14 et le support 13 sont prévus, l'un et l'autre, isolants électriquement et le conducteur 19 indicateur d'usure est formé par un tissu 27 (figure 4) dont certains fils de chaine désignés par 28 et représentés en noir sont métalliques, tanlis que les autres fils de chaine N et les fils de trame T sont isolants et représentés en blanc. Le tissu indicateur d'usure 27 est disposé suivant l'interface du support 13 et de la garniture 14 (figure 2). Un fil métallique 29 (figure 3) est disposé dans le sens de la trame T sur le support isolant 13 du coté de la garniture de friction 14 et est soudé par points 30 à chacun des fils métalliques 28 qui s'étendent dans le sens de la channe N du tissu indicateur d'usure du support. Ce fil 29 est raccordé en 31 au circuit électrique de signalisation 22. Tant que la garniture 14 n'est pas assez usée, les fils 28 sont éloignes de la face d'application 18. Le circuit 22 n'est pas alimenté. Le voyant 23 est éteint. Lorsque la garniture 14 est complètement usée en quelque endroit que ce soit, les fils 28 proches de cet endroit sont admis à toucher le disque 10. Le circuit 22 est alimenté. Le voyant 23 s'allume. L'usager sait qu'il doit remplacer la plaquette de frein. De préférence, le support 13 est en matière composite comportant des couches de tissu isolant, notamment tissu de verre, superposées et imprégnées d'un liant isolant, notamment résine phénolique et c'est la dernière couche adjacente à la garniture qui comporte les fils conducteurs indicateurs d'usure 28, tandis que la garniture 14 est elle-même en matière compatible avec celle du support 13 et comporte un liant formé par une résine de type formophénolique, des fibres et des charges. Des exemples non limitatifs de fabrication de la plaquette de frein 12 munie de l'indicateur d'usure sont donnés ci-après. EXEMPLE 1 Pour fabriquer le support 13, on empile un nombre suffisant de couches formées par des plis de tissus de verre et pré-imprégnés d'une résine phénolique, pour obtenir finalement une plaque de l'épaisseur nécessaire à la réalisation du support 13. Le dernier pli du tissu qui est contigü à la garniture 14 a ceci de particulier par rapport aux autres plis du tissu formant le support qu'un fil de chaine N sur dix, design par 28, est en laiton (figure 4) alors que les autres fils de chaine N et les fils de trame T sont en verre comme pour le reste du support. On cuit une telle plaque pendant 45 minutes à une température de 1700C, sous une pression de 10 bars. On découpe cette plaque en éléments pour former les supports 13. On encolle la face du support 13 qui contient les fils métalliques 28 avec une colle à base de résine phénolique et on surmoule sur cette face du support, un matériau de frottement qui constituera la garniture 14 et dont la com position est comprise dans les limites suivantes en volume Résine du type formophénolique pour éléments de friction 10 à 50 Fibres minérales (basalte ou laitier) O à 55 Fibres d'amiante O à 55 Fibres organiques O à 15 Charge organique obtenue par condensation du liquide de noix de cajou O à 15 Noir de carbone 2à7 Baryte 3 à 25 Blanc de Meudon 2 à 20 Zircon là5 Poudre de cuivre 0 à 15 Ce mélange qui est destiné à former la garniture 14 est d'abord pastillé sous une pression de 150 bars et est ensuite surmoulé sur le support 13 qui a été décrit précéden- ment et ceci pendant une durée de 8 minutes sous une température de l450C et sous une pression de 375 bars. I1 est à noter que les diverses couches peuvent être des couches de tissu, et/ou mat et/ou fragments de fibres. EXEMPLE 2 On procède comme dans l'exemple 1, mais les plis de tissu sont découpés et placés dans un moule ayant la forme du support 13 y compris le tissu extérieur dont un fil sur quinze de la chaine N, désigné par 28, est métallique, par exemple en cuivre ou en laiton. On procède à une cuisson dans un moule pendant quinze minutes à une température de 1700C sous une pression de 10 bars. Après surmoulage, on ponce une des tranches perpendiculaire à la chaine N du tissu ayant les fils métalliques et on sertit un feuillard métallique jouant le rôle du fil 29 pour connecter les fils métalliques 28 du tissu indicateur 19 au circuit électrique de signalisation 22. EXEMPLE 3 On prépare un support composite en disposant dans un moule de forme appropriée un pli de tissu de verre 325 gr/m2 pré-imprégné de résine phénolique et on introduit un composé de résine phénolique chargé à 35 % de fibres de verre de 3 millimètres puis un tissu de verre de 300 gr/m2. On cuit ce support dans le moule pendant 10 minutes à une température de 1500C sous une pression de 150 bars. On enduit la face du côté du tissu avec une colle à base de résine phénolique. On pastille un matériau de friction qui constituera la garniture 14 et ayant la composition en volume suivante Résine de type formophénolique pour élément de friction modifiée au CNSL 10 à 35 Caoutchouc synthétique du type SBR 5 à 19 Soufre 0,5 à 3 Fibres minérales du type laitier 15 à 40 Fibres d'amiante O à 45 Fibres d'acier 5 à 40 Laine de laiton broyée 1à3 Litharge 5 à 15 Sulfure d'antimoine 1à7 Baryte 10 à 25 Oxyde de magnésium 1 à 10 Silice 2 à 10 Graphite O 5 Farine de bois 2à7 Le pastillage de matériau qui composera la garniture de friction est effectué sur un grillage métallique constitué de fils métalliques guipés de verre. Puis on surmoule cette pastille sur le support composite 13 préalablement défini, le grillage étant du côté du support,pendant 10 minutes à une température de 1500C sous une pression de 150 bars. On appréciera que l'indicateur d'usure suivant l1in- vention, munissant la plaquette de frein 12, permet une usure de la garniture de friction 14 sur toute l'épaisseur de celle-ci avant déclenchement du signal d'usure. On appréciera également la construction simple et la fabrication commode de la plaquette de frein munie de l'indicateur d'usure. De plus, on réalise grâce à l'invention une détection d'usure en tout endroit sur toute l'étendue de la garniture. Il est à noter que la garniture et le support peuvent être plus ou moins conducteurs et, dans ce cas, les fils indicateurs d'usure sont revêtus d'une gaine isolante. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à la description précédente mais embrasse toute variante, en particulier dans la façon adoptée pour transmettre le signal d' indication d'usure à l'usager. REVENDICATIONS 1) Indicateur d'usure, pour élément de frottement, notamment plaquette de frein, adapté à frotter sur un contrematériau constituant une piste mobile, notamment disque, couronne, tambour ou bandage de frein, élément comportant un support destine à coopérer avec un dispositif de commande et une garniture de friction adaptée à être pressée suivant une face d'application sur la dite piste en réponse à l'action d'une force développee par le dispositif de commande sur le support, élément de frottement muni d'un conducteur électrique disposé en retrait de la dite face d'application de façon à être espacé de la piste tant que la garniture n' est pas assez usée et à venir en contact avec la piste et à provoquer un signal indicateur d'usure lorsque la garniture est usee, indicateur d'usure caractérisé en ce qu'un tissu formé au moins en partie de fils métalliques et constituant le dit conducteur indicateur d'usure est disposé suivant 1' interface du support et de la garniture. 2) Indicateur d'usure suivant la revendication 1, ca ractérisé en ce que les dits fils métalliques dudit tissu indicateur d'usure sont certains des fils de chaine du tissu. 3) Indicateur d'usure suivant la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la garniture et le support sont prévus l'un et l'autre isolants électriquement. 4) Indicateur d'usure suivant la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la garniture et le support sont plus ou moins conducteurs, et les fils indicateurs sont revêtus d'une gaine isolante. 5) Indicateur d'usure suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fils métalliques du tissu indicateur d'usure sont connectés à un ple d'une batterie par un circuit ayant un voyant tandis que la piste qui est conductrice est mise à la masse, elle-même reliée à l'autre pôle de la dite batterie. 6) Indicateur d'usure suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le support est en matière composite comportant des couches de tissu et/ou mat et/ou fragments de fibres, superposées et imprégnées d'un liant, la dernière couche adjacente à la garniture comportant les dits fils conducteurs indicateurs d'usure. 7) Indicateur d'usure suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les dites couches sont en verre, tandis que le liant est une résine phénolique. 8) Indicateur d'usure suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la garniture de friction est en matière compatible avec celle du support et comporte un liait formé par une résine du type formophénolique, des fibres et des charges. 9) Indicateur d'usure suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'une colle à base de résine phénolique est interposée entre la dernière couche du support formant indicateur d'usure et la garniture de friction. 10) Indicateur d'usure suivant l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que l'ensemble du support, y compris la dernière couche formant indicateur d' usure, et la garniture de friction est soumis pour sa fabrication à une cuisson sous pression.