Brevet FR2501853A1 — publié le 19820917

La présente invention est relative à un outil de mesu- re de l'usure de garnitures de freinage qui est destiné à mesurer le degré d'usure des garnitures de freinage d'un frein à disque, et elle concerne également un procédé d'utilisation d'un tel outil de mesure. Un type de frein à disque classique destiné à être utilisé dans les véhicules automobiles est le type dans lequel des garnitures de freinage opposées constituées d'une matière de friction peuvent être pressées au contact Io d'un disque de freinage directement couplé à une roue rota- tive du véhicule, le contact à friction entre les garnitu- res et le disque de freinage provoquant le ralentissement ou l'arrêt du disque rotatif. Dans de tels freins, il se produit un certain degré d'usure de la matière constituant I5 les garnitures de freinage pendant chaque serrage du frein destiné à ralentir ou à arrêter le disque de freinage, usu- re qui a pour résultat une réduction de l'épaisseur des garnitures de freinage. Chacune des garnitures est normale- ment fixée à un patin de freinage par un dispositif de fixation approprié, par exemple par serrage ou par riveta- ge, et possède une épaisseur prédéterminée lors de son premier montage sur le patin. Dans les conditions normales de fonctionnement, l'usure des garnitures peut être tolérée jusqu'à ce que leur épaisseur diminue jusqu'à une valeur pour laquelle les garnitures doivent être remplacées pour éviter un endommagement du disque du frein. Il est de pra- tique courante, pendant l'entretien des véhicules automo- biles équipés de freins à disque, de vérifier l'épaisseur des garnitures afin de déterminer si les garnitures doivent ou non être remplacées. Ceci est effectué habituellement en démontant le frein et, ensuite, en inspectant et en mesurant réellement l'épaisseur des garnitures. Un tel processus prend du temps et est par conséquent coûteux. Par suite, il existe un besoin d'un dispositif permettant de mesurer rapidement et avec précision l'épaisseur des garni- tures d'un frein à disque sans qu'il soit nécessaire de retirer la roue associée à ce frein et de démonter les garni- tures et les patins de l'ensemble du frein. 2 5 0 1 8 53 On connaît des outils de mesure de l'usure des garni- tures de freinage qui sont capables de mesurer l'épaisseur des garnitures d'un frein à disque lorsque le frein est en place sur un véhicule automobile. Ces outils ont la forme d'ensembles télescopiques constitués d'une tige de mesure coulissant à l'intérieur d'un tube de mesure coaxial, et il est nécessaire de serrer fermement les éléments mobiles les uns avec les autres, au cours du processus de mesure de l'usure des garnitures, afin d'éviter les erreurs de mesure, car il est difficile, sinon impossible, de mesurer avec pré- cision le degré d'usure des garnitures sans retirer réelle- ment l'outil des garnitures que l'on mesure. Il existe par conséquent un besoin d'un outil de mesure de garnitures de freinage qui évite cette nécessité de le retirer des garni- I5 tures que l'on mesure avant de pouvoir mesurer le degré d 'usure. A cet effet, l'invention a pour objet un outil de mesure de l'usure d'une garniture de frein, destiné à mesu- rer le degré d'usure des garnitures de freinage d'un frein à disque monté sur un véhicule automobile, caractérisé en ce que cet outil de mesure comprend deux tiges de mesure dont chacune présente une extrémité reliée à un organe de support commun de façon que les deux tices de mesure s' éten- dent dans le même sens, parallèlement l'une à l'autre et à une distance prédéterminée l'une de l'autre, perpendiculai- rement à un axe longitudinal de l'organe de support, l'une de ces tiges portant à coulissement et à friction un élément annulaire indicateur et l'autre de ces tiges portant à cou- lissement et à frottement deux éléments annulaires indica- teurs, chacune des tiges étant pourvue de moyens visibles de mesure du degré d'usure d'une garniture respective. De préférence, les deux éléments annulaires indica- teurs montés coulissants sur ladite autre tige comprennent un élément annulaire en forme de coupelle et un élément annulaire en forme de manchon qui peut se loger à l'inté- rieur de l'élémilent indicateur en forme de coupelle. Un mode de réalisation préféré de l'outil de mesure 250 1853 suivant l'invention est dimensionné de façon spécifique pour être utilisé dans la détermination du degré d'usure des garnitures d'un frein à disque présentant les caractéris- tiques décrites dans le brevet GB 1 563 405 au nom de la Demanderesse. Dans un tel frein à disque, les patins portant les garnitures de freinage sont suspendus à l'intérieur d'une ouverture d'un carter formant étrier au moyen de bro- ches élastiques creuses s'étendant en travers de cette ou- verture et traversant des trous respectifs prévus dans les Io patins de freinage et dans le carter. Dans le mode de réa- lisation préféré de l'outil de mesure destiné à être utilisé avec un tel frein à disque lorsque celui-ci est en place sur un véhicule automobile, la tige de mesure qui porte les deux éléments annulaires indicateurs a une épaisseur telle I5 qu'elle s'ajuste à coulissement à l'intérieur des broches élastiques creuses du frein à disque, et les deux tiges de mesure sont rigidement reliées à l'organe de support avec entre elles un intervalle prédéterminé qui permet d'intro- duire la tige de mesure portant les deux éléments annulai- res indicateurs dans l'une des broches élastiques creuses du frein à disque de façon que cette tige forme un point de pivotement de l'outil, de sorte que, les garnitures étant serrées contre le disque associé au frein, la tige de mesu- re qui porte l'élément annulaire indicateur unique peut être déplacée par pivotement entre une première position, dans laquelle son extrémité libre vient en contact avec un premier côté du disque associé au frein, et une deuxième position, dans laquelle son extrémité libre vient en contact avec le côté du patin le plus proche de l'outil. Le mode de réalisation préféré de l'outil de mesure suivant l'invention va maintenant être décrit plus en détail en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la Fig. 1 est une vue partiellement en coupe du mode de réalisation préféré de l'outil de mesure suivant l'inven- tion, avant l'utilisation de cet outil pour effectuer une opération de mesure sur un frein à disque; la Fig. 2 est une vue analogue à la Fig.l qui montre 250 1853 l'outil de mesure de cette Fig. 1 après qu'une opération de mesure a été effectuée; la Fig. 3 est une vue en plan et en élévation d'un frein à disque sur lequel l'outil de mesure de la Fig. 1 est destiné à être utilisé; la Fig. 4 est une vue schématique de l'outil de mesu- re de la Fig. 1 en cours d'utilisation sur un frein à disque tel que représenté à la Fig. 3, dans le cas o les garnitures de freinage de ce frein ne sont pas usées; Io la Fig. 5 est une vue schématique analogue à la Fig.4, dans le cas o les garnitures de freinage sont partielle- ment usées; la Fig. 6 est une vue schématique analogue à la Fig.4, dansle cas o les garnitures de freinage sont usées dans I5 une mesure qui nécessite leur remplacement; et la Fig. 7 représente une variante de la structure de l'outil de mesure de la Fig. 1. En se référant aux Fig. 1 et 2, on voit un outil 10 de mesure de l'usure de garnitures de freinage qui comprend deux tiges de mesure 12, 14 dont chacune présente une extré- mité reliée à un organe de support commun 16, de telle sor- te que les deux tiges de mesure 12, 14 s'étendent dans le même sens, parallèlement l'une à l'autre et à un écartement mutuel d prédéterminé, et perpendiculairement à un axe longitudinal A-A'. Sur la tige de mesure 12 est monté à cou- lissement et à frottement un élément annulaire indicateur 18 qui a la forme d'un élément en forme de coupelle dont l'extrémité ouverte est tournée vers l'organe de support commun 16, la tige de mesure 12 traversant le centre du fond de l'élément 18 en forme de coupelle. L'élément 18 est en contact à friction avec la surface de la tige 12, ce qui signifie que l'on peut déplacer à la main l'élément 18 d'un point à un autre le long de la tige 12, mais que cet élément ne quittera pas de lui-même cette position. Comme on peut le voir à la Fig. 1, la tige de mesure 12 présente une partie 20 plus épaisse qui porte une zone 250 1853 indicatrice 22. La zone 22 est séparée du reste de la par- tie épaisse 20 par une gorge annulaire 24. La longueur de cette zone indicatrice 22 est inférieure à la profondeur de la partie en coupelle de l'élément annulaire 18. Sur la tige de mesure 14 est monté un élément annulai- re 26 en forme de coupelle dont l'extrémité ouverte est tournée vers l'organe de support 16, la tige 14 traversant le centre du fond de cet élément annulaire 26. Sur la tige de mesure 14 est également monté un manchon annulaire 28 IO dont le diamètre est inférieur au diamètre de l'ouverture en forme de coupelle de l'élément annulaire 26 et dont la longueur est inférieure à celle de cet élément 26. L'élément annulaire 26 en forme de coupelle et le manchon annulaire 28 sont en contact à friction avec la tige de mesure 14, de I5 sorte que, de même que l'élément annulaire 18, on peut les déplacer à la main d'un point à un autre le long de la tige 14, mais qu'il ne se déplaceront pas d'eux-mêmes sur la tige. On comprendra que la dimension et la forme du manchon annulaire 28 sont telles que ce manchon peut se loger entiè- rement à l'intérieur de l'ouverture en forme de coupelle de l'élément annulaire 26. La surface extérieure du manchon 28 forme une seconde zone indicatrice. L'outil de mesure est complété par une poignée de transport 30 et par un pied 32 prévu sur l'extrémité de la tige de mesure 12. A la Fig. 1, l'outil de mesure 10 est prêt à être utilisé; les éléments annulaires 18 et 26 en forme de cou- pelle et le manchon annulaire 28 sont déplacés à la main vers l'extrémité libre respective des tiges 12 et 14. La zone indicatrice 22 et la surface extérieure du manchon 28 forment des moyens visibles de mesure du degré d'usure des garnitures de freinage d'un frein à disque sur lequel l'outil 10 est destiné à être utilisé, la zone indicatrice 22 étant utilisée pour surveiller le degré d'usure de l'une des garnitures tandis que la surface extérieure du manchon 28 est utilisée pour surveiller l'usure de l'autre garnitu- re, d'une manière qui apparaîtra clairement dans la suite de la description. 2501853' La Fig.2 montre l'outil de mesure de la Fig. 1 après utilisation de cet outil dans une opération de mesure, et, comme on peut le voir sur cette Fig. 2, les positions relatives des éléments annulaires 18 et 26 en forme de coupelle et du manchon annulaire 28 ont changé par rapport aux positions qu'ils occupaient à la Fig. 1. L'épaisseur de garniture de freinage restant sur l'un des patins du frein à disque sur lequel a été utilisé l'outil 10 est représentée par la distance t1 indiquée sur la Fig. 2, IO distance qui est mesurée entre la gorge annulaire 24 de la tige 12 et le sommet de l'élément annulaire 18 en forme de coupelle. De manière analogue,l'épaisseur restante de l'autre garniture de freinage est représentée par la dis- tance t2, qui est la distance séparant le bord supérieur ú5 du manchon annulaire 28 au bord supérieur de l'élément annulaire 26 en forme de coupelle. En se référant maintenant à la Fig. 3, cette figure est une vue en plan et en élévation d'un frein à disque conforme au brevet GB l 563 405 précité, frein dans lequel deux patins de freinage 34 et 36 sont suspendus de part et d'autre d'un disque de freinage rotatif 38 au moyen de broches élastiques creuses 40, 42 fixées dans des trous opposés prévus dans un-carter 44 formant étrier qui est monté coulissant sur des tiges de guidage 46 et 48. Les patins 34, 36 portent des garnitures de freinage en regard des faces du disque rotatif 38 et peuvent être insérés en position dans le carter 44 par une ouverture 50 prévue dans la partie supérieure de ce dernier. Un garde-boue 52 associé au frein adisque protège le disque rotatif 38 des saletés provenant de la route qui sont entraînées par la roue à laquelle éstfixé le frein à disque. Commeon peutle voir à la Fig. 3,-il existe entre le bord du carter 44 et le garde- boue 52 un intervalle qui est suffisamment large pour permettre l'introduction à travers cet intervalle de la tige de mesure 12 de l'outil 10. Cet intervalle,indi- qué par X à la Fig. 3, constitue l'un des trois points de mesure du frein sur lequel l'outil 20 est utilisé 250 1853 pendant l'opération de mesure de l'usure de ce frein. Les deux autres points de mesure Y et Z sont situés respective- ment à l'extrémité de la broche élastique 42 et en un point situé à l'intérieur de l'ouverture 50, près de l'autre broche élastique 40. Le mode de fonctionnement de l'outil de mesure 10 va maintenant être décrit en référence à la Fig. 4,dans lequel l'outil 10 est utilisé pour surveiller l'épaisseur de garni- turesde freinage non usée du frein à disque représenté à la IO Fig. 3. Pour commencer l'opération demesure, on met sous pression un circuit hydraulique associé au frein à disque pour serrer les garnitures de freinage contre le disque 38. Les deux éléments annulaires 18 et 26 en forme de coupelle ainsi que le manchon annulaire 28 de l'outil 10 sont alors I5 poussés jusque dans la position représentée à la Fig. 1. Le diamètre de la tige de mesure 14 est inférieur au diamètre de la lumière de la broche élastique creuse 42 du frein à disque de la Fig. 3. Par conséquent, il est possible d'in- sérer l'extrémité libre de la tige de mesure 14 dans la lumière de la broche élastique 42, et, en tenant la poignée de transport 30 de l'outil 10 de manière à maintenir l'axe longitudinal A-A' de l'organe de support 16 à peu près parallèle à la face d'extrémité du carter 44, le pied 32 de la tige de mesure 12 étant disposé dans l'intervalle X existant entre le carter 44 et le garde-boue 52, il est possible de pousser l'outil de mesure 10 vers le carter 44 jusqu'à ce que le pied 32 de la tige 12 vienne en con- tact avec la face du disque de freinage rotatif 38. Pendant cette opération, les deux éléments annulaires 18 et 26 en forme de coupelle et le manchon annulaire 28 sont repoussés le long de leurs tiges de mesure respectives 12, 14 par leur venue en contact avec les parties corres- pondantes du carter 44 et avec l'extrémité de la broche élastique 42. Lorsque le contact est obtenu entre le pied 32 et la face du disque rotatif 38, il est possible de voir immédiatement le degré d'usure encore disponible sur la garniture portée par le patin 34, car ce degré d'usure 250 1853 disponible est donné par la distance t entre la gorge annulaire 24 de la tige de mesure 12 et l'extrémité supé- rieure de l'élément annulaire 18 en forme de coupelle. Cette première position de mesure est représentée dans la moitié supérieure de la Fig. 4. L'outil de mesure 10 est ensuite éloigné progressivement du carter 44, en extrayant la tige 14 de la broche élastique 42 et la tige 12 de l'intervalle X, jusqu'à ce que l'on puiss faire pivoter l'organe de support 16 autour de la tige de mesure 14 pour IO faire passer la tige 12 de la position X à la position Z, dans laquelle le pied 32 de la tige 12 est inséré dans l'ouverture 50 derrière la garniture de freinage 36. Dans cette seconde position de l'outil 10, représentée dans la moitié inférieure de la Fig. 4, l'outil 10 est poussé vers le carter 44 jusqu'à ce que le pied 32 de la tige de mesure 12 vienne au contact du dos du patin 36. Dans cette posi- tion, en maintenant l'organe de support 16 à peu près parallèle à la face d'extrémité du carter 44, on pousse l'élément annulaire 26 en forme de coupelle le long de la tige 14, dans le sens qui l'éloigne de l'organe de support 16, jusqu'à ce que cet élément annulaire 26 vienne au con- tact de l'extrémité de la broche élastique 42. Dans cette position, l'épaisseur restante de la garniture de freinage portée par le patin 36 est donnée par la distance t2 sépa- rant l'extrémité du manchon 28 la plus proche de l'organe de support 16 de l'extrémité ouverte de l'élément annulaire 26 en forme de coupelle. On comprendra qu'il est possible de détecter le degré d'usure disponible dans les garnitures de freinage d'un frein à disque pendant l'opération de mesure, ou bien, en variante, de retirer l'outil du frein à disque après avoir effectué l'opération de mesure, puis de mesurer les distan- ces t1 et t2, pourvu que les positionsrelatives des élé- ments annulaires 18 et 26 en forme de coupelle et du man- chon annulaire 28 ne soient pas perturbées pendant cette opération. La Fig. 5 illustre exactement la même opération qu'-à 250 1853 la Fig. 4, dans le cas o l'outil de mesure 10 est utilisé pour surveiller le degré d'usure de garnitures de freinage partiellement usées d'un frein à disque tel que représenté à la Fig. 3. Comme on le voit facilement à la Fig. 5, les distances t et t2 sont réduites par rapport à celles indi- quées à la Fig. 4, la diminution de ces distances corres- pondant au fait que des parties de la zone indicatrice 22 et du manchon annulaire 28, respectivement, sont cachées par les éléments annulaires en forme de coupelle 18 et 26 IO respectifs. De façon analogue, la Fig. 6 montre la situa- tion qui existe lorsque l'on utilise l'outil de mesure pour surveiller le degré d'usure d'un frein à disque tel que représenté à la Fig. 3 dans lequel les garnitures de frei- nage doivent être remplacées. Comme on peut le voir à la I5 Fig. 6, les distances t et t2 sont effectivement nulles dans les deux cas. La zone indicatrice 22 et la surface extérieure du manchon 28 peuvent posséder une couleur distinctive afin d'indiquer visuellement l'épaisseur de la garniture de freinage respective pouvant être encore utilisée dans un frein à disque. En variante, on peut envisagerd'étalonner directement la zone indicatrice 22 et la surface extérieure du manchon 28 de façon à fournir une lecture directe de l'épaisseur de garniture pouvant encore être utilisée. Dans la variante de l'outil 10 représentée à la Fig. 7, le pied 32' de la tige de mesure 12 est monté pivotant sur l'extré- mité de cette tige 12, de sorte qu'il peut être déplacé par pivotement sur un angle prédéterminé, par exemple sur 600, afin d'assurer un contact adéquat et précis du pied 32' sur le dos du patin 36 du frein à disque représenté à la Fig. 3. Le mode de réalisation particulier de l'outil de mesure suivant l'invention est conçu de façon spécifique pour être utilisé avec le frein à disque suivant le brevet GB 1 563 405. Cependant, l'homme de l'art comprendra que l'outil de mesure pourrait facilement être modifié pour surveiller le degré d'usure des garnitures de freinage 250 1853 de freins àdisque d'une conception différente. Ainsi, par exemple, si des freins à disque à contrôler n'ont pas une conception qui utilise des broches élastiques creuses pour porter les patins de freinage, il est possible de faire en sorte que la liaison entre la tige de mesure 14 et l'organe de support 16 soit une liaison coulissante afin que la modification de longueur de la tige de mesure 14 lorsque l'outil 10 est amené de sa première position de mesure à sa seconde position de mesure puisse être obtenue IO par un mouvement relatif entre l'organe de support 16 et la tige 14 au lieu de l'être par le mouvement correspondant entre le carter 44 en forme d'étrier et la tige 14. De même, il est possible de faire en sorte que l'organe de support 16 soit réglable en longueur afin de permetLre de régler I5 la distance prédéterminée qui sépare les deux tiges de mesure de façon à s'adapter à la distance qui sépare les points de mesure X, Y, Z du frein à disque sur lequel on doit utiliser l'outil de mesure. L'outil de mesure suivant l'invention constitue un outil simple et efficace permettant de surveiller rapidement et efficacement le degré d'usure des garnitures de freinage particulières d'un frein à disque sans qu'il soit nécessai- re de retirer la roue associée à ce frein et de démonter le frein à disque pour en extraire les patins portant les garnitures de freinage. La conception de l'outil ainsi que la manière dont il est utilisé permettent de déterminer avec précision l'épaisseur de chaque garniture de freinage dufrein à disque. Ainsi, par exemple, si l'une des garni- tures de freinage s'use plus rapidement que l'autre, l'ou- til de mesure suivant lrinvention peut détecter ce défaut d'uniformité de l'usure et indiquer immédiatement laquelle des garnitures subit la plus forte usure. L'outil de mesure suivant l'invention fournit ainsi un dispositif permettant de déterminer rapidement et efficacement le degré d'usure des garnitures de freinage d'un frein à disque in situ, avec un minimum de difficulté. 2 5 0 1853 REVENDICATIONS - l.- Outil de mesure de l'usure de garnitures de frei- nage, destiné à mesurer le degré d'usure des garnitures de freinage d'un frein à disque monté sur un véhicule auto- mobile, caractérisé en ce que cet outil de mesure comprend deux tiges de mesure (12, 14) dont chacune présente une extrémité reliée à un organe de support commun (16) de façon que les deux tiges de mesure s'étendent dans le même sens, parallèlement l'une à l'autre et à une distance pré- déterminée (t1) l'une de l'autre, perpendiculairement a IO un axe longitudinal (A-A') de l'organe de support, l'une (12) deces tiges portant à coulissement et à friction un élément annulaire indicateur (18) et l'autre (14) de ces tiges portant à coulissement et à frottement deux éléments annulaires indicateurs (26, 28), chacune des tiges étant I5 pourvue de moyens visibles (22, 28) de mesure du degré d'usure d'une garniture respective. 2.- Outil de mesure suivant la revendication 1, ca- ractérisé en ce que les deux éléments annulaires indica- teurs (26, 28) montés coulissants sur ladite autre tige (14) comprennent un élément annulaire (26) en forme de coupelle et un élément annulaire (28) en forme de manchon qui peut se loger à l'intérieur de l'élément indicateur en forme de coupelle. 3.- Outil de mesure suivant la revendication 2, ca- ractérisé en ce que la première tige (12) porte une zone de mesure (22) ayant une couleur distinctive, et en ce que l'élément annulaire (28) en forme de manchon porté par l'autre disque (14) présente une surface extérieure marquée avec une zone de mesure possédant une couleur distinctive. 4.- Outil de mesure suivantla revendication 2, ca- ractérisé en ce que la première tige (12) porte une zone de mesure graduée (22) et en ce que l'élément annulaire (28) en forme de manchon porté par l'autre tige (14) pré- sente une surface extérieure marquée avec une zone de mesure graduée. 250 1853 5.- Outil de mesure suivant l'une quelconque des revendications i à 4, caractérisé en ce que sur l'autre extrémité de la première tige de mesure (12) est monté un pied (32, 32'). 6.- Outil de mesure suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le pied (32') est monté pivotant sur ladite autre extrémité de la première tige de mesure (12). 7.- Outil de mesure suivant l'une quelconque des Io revendications l à 6, destiné à être utilisé pour mesurer le degré d'usure dans les garnitures de freinage (34, 36) d'un frein à disque dans lequel les garnitures (34, 36) sont montées à coulissement sur des broches élastiques creuses (40,-42), caractérisé en ce que ladite autre I5 tige (14) a une épaisseur telle qu'elle s'ajuste à coulis- sement à l'intérieur de l'une des broches élastiques creuses (40, 42) qui portent les garnitures de freinage (34, 36) du frein à disque.