Brevet FR2485135A1 — publié le 19811224

I BLOC DE FRICTION POUR FREINS A DISQUES ET PROCEDE DE FABRICA- TION DUDIT BLOC. L'invention a pour objet un bloc de friction pour freins à disques comportant une plaque de support métallique recouverte sur l'une de ses faces par une garniture en maté- riau de friction, sur l'autre par une couche d'une matière armée de fibres, ladite plaque elle-même étant pourvue de pattes de fixation. On sait déjà recouvrir le dos des plaques métalliques de support de blocs de friction du type considéré par un re- vêtement de caoutchouc armé de fibres en vue de combattre les bruits de freinage. L'inconvénient de ce procédé réside dans la nécessité de donner à la plaque de support métallique une épaisseur suffisante pour que le bloc conserve la rigidi- té nécessaire, même quand la garniture est réduite à son épais- seur minimale. Donc, l'addition d'un revêtement supplémentaire de caoutchouc au dos de la plaque nécessite soit une diminu- tion de l'épaisseur de la garniture, donc une réduction de la réserve d'usure disponible, soit une augmentation adéquate de la distance libre qui sépare la surface du disque de frein de l'organe de fixation du bloc de friction d'o des problè- mes supplémentaires de construction de l'agencement de frei- nage. D'autre part, dans le cadre du développement des maté- riaux de friction, la génération de chaleur présente des difficultés croissantes, ce qui oblige à prendre des mesures efficaces afin de protéger les cylindres hydrauliques du frein contre les effets thermiques de la friction. Dans cet ordre d'idées, on connait le procédé qui consiste à recouvrir l'en- vers d'un tel bloc de friction, au moins dans la zone d'appli- cation des pistons de freins, d'un revêtement de matière net- tement calorifuge. Toutefois, même dans ce cas, il faut que la plaque de support métallique soit dimensionnée de manière à présenter la rigidité requise. L'invention répond donc au problème consistant à créer un bloc de friction du type cité qui, tout en observant les cotes d'épaisseur classiques imposées par les besoins de la construction, conserve une rigidité suffisante de la plaque de support et réduise l'induction de chaleur dans le système hydraulique. En outre, la solidarisation entre la garniture et son support sera mieux assurée. Ce problème est résolu, selon l'invention, en munis- sant la plaque de support d'un grand nombre de perforations et en réalisant le revêtement armé par des fibres en une ma- tière plastique. Un tel agencement présente I'avantage de pouvoir mettre en place non seulement la garniture, mais enco- re le revêtement armé par compression, les deux éléments péné- trant dans les perforations de la plaque o, en sus de l'adhé- rence résultant d'une sorte de collage sur la plaque, ils sont maintenus, dans le plan des efforts de cisaillement, par un effet de solidarisation géométrique entre la plaque de sup- port et d'une part la garniture, et d'autre part, le revête- ment. L'armature en fibres de ladite couche est, de préférence, un tissu de fibres de verre, de telle sorte que la plaque de support et le revêtement en matière plastique armée, liée avec celle-ci, forment un module monobloc dont la rigidité correspond approximativement Ircelle des plaques de support classiques en acier, mais qui présente une conductivité ther- nique inférieure. Selon une version privilégié de l'invention, il est prévu que le revêtement armé de fibres soit essentiellement constitué de la même matière plastique que la "matrice" ou base du liant qui enrobe le matériau frottant proprement-dit. Il en résulte l'avantage qu'en faisant pénétrer par compres- sion, dans les perforations de la plaque, d'une part le maté- riau de la garniture, d'autre part, la matière plastique du revêtement armé, ces deux éléments adhèrent l'un à l'autre, dans les zones des perforations, par une liaison puissante, la plaque de support métallique se trouvant, pour ainsi dire, en- robée et serrée entre le matériau de friction de la garniture et le revêtement armé. Comme la base du liant du matériau de garniture est généralement une matière thermodurcissable, le revêtement sera réalisé,de ce fait, en matière thermodurcissa- ble également, ce qui assure, malgré une réduction de l'épais- seur de la plaque métallique, une rigidité suffisante de l'en- semble, même lorsque l'usure a ramené la garniture à sa cote unmae. Il s'est avéré particulièrement avantageux, dans le développement de l'invention, que la surface de la plaque occupée par les perforations soit égale au moins à. 401 de la superficie occupée par la garniture. Il s'est également avéré avantageux que les perforations aient un diamètre com- pris, de préférence, entre 8mm et lOmm. Selon un autre mode d'exécution privilégié de l'inven- tion, il est prévu que les perforations présentent, en partie sur la face de la plaque portant la garniture, en partie sur la face portant le revêtement, un bossage annulaire qui les prolonge au-delà du plan de la surface de ladite plaque.. Ces bossages peuvent être obtenus, par exemple, par une opération de bordage sous pression exercée par l'envers, faisant saillir le métal dont e-st formée la plaque. Dès lors, si l'on appli- que par compression, de la manière habituelle, la garniture et le revêtement de matière plastique sur une plaque ainsi préparée, il s'établit un assemblage de forme supplémentaire efficace, dans le plan du cisaillement, entre la plaque et, respectivement, la garniture et le revêtement de protection. Etant donné que la compression a, en outre, pour effet de dé- former le bossage obtenu par bordage du métal, il se produit une imbrication mécanique supplémentaire entre la plaque d'une part, la garniture au moins d'autre part, cette imbrication agissant perpendiculairement au plan de ladite plaque, de telle sorte que, même au cas o la liaison entre la garniture et les parties planes de la plaque viendrait.à se dégrader sous l'effet d'une forte contrainte thermique, un assemblage de forme continuerait à unir ces deux éléments, empêchant la chute de la garniture hors du frein. Selon un mie d'exécution privilégié de l'invention, il est prévu que l'épaisseur de la plaque de support métallique soit inférieure à celle du revêtement en matière armée de fi- bres. Il en résulte que d'une part, la plaque métallique et son revêtement en matière plastique armée de fibres peuvent présenter ensemble une épaisseur ne dépassant pas celle d'une plaque de support uniquement en acier, c'est-à-dire qu'il n'y a pas lieu de réduire la réserve d'usure de la garniture, tandis que, d'autre part, le léger épaississement du revête- 248S135 ment armé réduit en conséquence le transfert de chaleur de freinage vers les cylindres hydrauliques du frein de sorte que le frein, en tant que tel, reste totalement efficace même lorsqu'une température élevée se maialent pendant une durée prolongée. Des essais ont montré que, même avec une plaque métallique dont l'épaisseur n'est que moitié de celle du revê- tement armé de fibres, le module monobloc constitué par la plaque et le revêtement conserve la rigidité requise, tandis qu'une protection thermique efficace des parties hydrauliques du frein est obtenue. Selon un mode d'exécution rationnel de l'invention, 'il est, en outre, prévu que les talons de fixation, connus en soi, sont constitués par des saillies correspondantes de la plaque métallique et que ces saillies sont également recouvertes par le revêtement armé de fibres. Selon une autre forme de réalisation de l'invention, il est prévu que, quand les garnitures sont formées d'un matériau de friction à forte teneur métallique, la plaque de support soit constituée par le même métal que celui qui est contenu dans le matériau de la garniture, -ou, du moins, le métal qui prédomine dans la composition dudit matériau. On obtient ainsi une égalité approximative des coefficients de dilatation de la garniture et de la plaque sous l'action de la variation de température. En cas d'échauffement de la garniture, les contraintes de cisaillement qui apparaissent dans le plan de l'adhérence entre la garniture et le métal de la plaque restent contenues dans des limites suffisantes pour empêcher une des- truction de la liaison de surface par adhérence entre la garni- ture et la plaque métallique. L'invention concerne en outre un procédé pour la fabri- cation d'un bloc de friction selon les caractéristiques préci- tées, consistant à fixer la garniture sur la plaque de sup- port par compression.- D'après l'invention, le revêtement armé de fibres et la garniture sont serrés contre la plaque simul- tanément, en une seule phase opératoire. Cette méthode donne l'assurance que les deux matériaux pénètrent de part et d'autre dans les perforations de la plaque à des profondeurs sensiblement identiques. Si la matière plastique armée qui forme le revêtement est la même que celle qui forme la base du matériau de friction de la garniture, on a l'assurance d'obtenir, aux points de contact, à l'intérieur des perfora- tions, une liaison pratiquement homogène entre la garniture d'une part et le revêtement armé de fibres de l'autre. L'invention est expliquée ci-après de façon plus détail- lée à l'aide d'un exemple d'exécution sans caractère limitatif illustré sur le dessin schématique annexé. - la figure 1 est une vue en plan d'un bloc de friction pour freins à disques selon l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe suivant la trace II-II de la figure 1; - la figure 3 est une vue schématique en coupe, à plus grande échelle, d'une plaque de support. Le bloc de friction représenté sur le dessin présente une plaque de support 1, métallique, dont une des faces est recouverte d'un revêtement 2 en matière plastique dans laquel- le est incorporé un tissu de fibres de verre 3. Sur l'autre face de la plaque 1 est fixée par compression une garniture 4 en matériau de friction, formé essentiellement d'un liant ou "matrice" en matière thermodurcissable qui enrobe les autres composants solides, généralement à granulométrie fine, ces derniers servant de supports de friction, de lubrifiants etc., selon une composition adaptée aux besoins particuliers. Comme l'indiquent la figure 1 et la vue en coupe de la figure 2, la plaque de support métallique 1 est pourvue d'un grand nombre de perforations 5. Ces dernières sont par exem- ple des perçages d'un diamètre de 8 à 10 mm. Leur part dans la surface globale de la plaque correspond à 40% au moins de la partie recouverte par la garniture. La limite supérieure de cette part est donnée par la résistance au fléchissement de la plaque ainsi perforée, ladite résistance ne devant pas être, ou ne devait être que faiblement inférieure à celle d'une plaque comparable dépourvue de perforations. Dès lors, lorsque le revêtement armé et la garniture sont fixés par compression sur la plaque métallique 1, les deux matériaux sont simultanément enfoncés de part et d'autre dans les perforations, de telle sorte que tous deux pénètrent d'une distance sensiblement égale dans celle-ci, notamment lorsque le matériau de la garniture et le revêtement armé sont comprimés en une seule phase opératoire. Etant donné qu'on choisit, de préférence, la même matière plastique pour le revêtement armé de fibres et pour la base de liant du ma- tériau de friction de la garniture, une liaison pratiquement homogène s'établit, à l'intérieur de chaque perforation, entre le revêtement armé 3 et la garniture 4. La disposition et la répartition des perforations sur la plaque métallique 1 peuvent être choisies arbitrairement. Toutefois, il est opportun de disposer un grand nombre de ces perforations vers les bords et notamment le long des deux petits côtés de la plaque, afin d'empêcher toute séparation de la garniture et de la surface de la plaque métallique 1. - La figure 3 est une représentation en coupe d'un mode d'exécution privilégié des perforations. Comme le montre ladite figure, les perforations sont pratiquées dans la plaque 1 de telle manière qu'elles se prolongent, sur l'une et l'au- tre face alternativement, par un bossage annulaire 6, ce qui procure, sur chacune des faces, une résistance au cisaillement du matériau appliqué par compression sur la face considérée de ladite plaque 1. 2485 135 REVENDICATIONS 1 - Bloc de friction pour freins à disques comportant une plaque de support métallique recouverte sur l'une de ses faces par une garniture en matériau de friction, sur l'autre par un revêtement en une matière armée de fibres, ladite plaque elle-même étant pourvue de pattes de fixation, ledit bloc étant caractérisé en ce que la plaque de support (1) présente un grand nombre de perforations (5) et que le revê- tement (2) armé de fibres est en une matière plastique. - 2 - Bloc de friction selon la revendication 1, carac- térisé par le fait que le revêtement armé de fibres (2) est essentiellement constitué par la même matière que la base du liant du matériau de friction (4) de la garniture. 3 - Bloc de friction selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'aire totale de la partie de plaque remplacée par des perforations (5) est égale à 40% au moins de l'aire de la partie de plaque recouverte par la garniture frottante (4). 4 - Bloc de friction selon la revendication 3, carac- térisé en ce que les perforations (5) présentent un diamètre compris entre 8 mm et 10 mm. - Bloc de friction selon les revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que les perforations (5) pratiquées dans la plaque de support (1) se prolongent, sur la face recouverte de la garniture (4) et sur celle recouverte du revêtement (2) alternativement, par des bossages annulaires (6) faisant saillie au-dessus du plan de la surface de la plaque. 6 - Bloc de friction selon l'une des revendications 1 à , caractérisé en ce que l'épaisseur de la plaque de support (1) est environ moitié de celle du revêtement armé de fibres (2). 7 - Bloc de friction selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les pattes de fixation, connues en soi, sont constituées par des saillies adéquates de la pla- que de support métallique (1) et que lesdites saillies sont recouvertes, elles aussi, par le revêtement armé de fibres (2). 8 - Bloc de friction selon l'une des revendications 1 à 7, et dont la garniture présente un matériau de friction à forte teneur d'inclusions métalliques, caractérisé en ce que la plaque de support (1) est en un métal qui constitue au moins, la majeure partie desdites inclusions métalliques. 9 - Bloc de friction selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que l'armature du revêtement est constituée par un tissu de fibres de verre. - Procédé pour la fabrication d'un bloc de friction selon l'une des revendications 1 à 8 dont la garniture de friction est appliquée sur la plaque de support par compres- sion, caractriaf en ce que le revêtement armé de fibres et la matière de friction de la garniture sont appliqués sur les deux faces respectives de la plaque de support en une seule phase opératoire.