Brevet FR2508129A1 — publié le 19821224

L'invention se rapporte à des mâchoires ou plaquettes de frein, notamment pour frein à disque à garnitures partielles, composée d'un support en forme de plaque et d'une garniture de friction réunie à ce support, fixée solidement à ce support, sur une partie de ce demier, le super port étant réalisé en une matière plastique thenrodurcissable. Dans les plaquettes de frein à disque déjà connues, la garniture de friction est fixée par le collage ou support en acier ou autre métal. Avec cette construction de la plaquette, il peut se produire, par contrainte thermique ou mécanique, des phénomènes de séparation entre le support et la matière de friction. Sous l'influence de la salissure et de l'humidité, il peut se produire de la corrosion entre le support et l'étrier du frein ce qui peut être préjudiciable à l'aptitude au fonc- tionnement du frein. En présence dtune sollicitation de longue durée de l'installation de freinage, par exemple au cours de la descente d'un col, il peut se produire, en raison de la saute conductibilité thermique de l'acier, des échauffements inadmissibles du fluide de freinage, avec formation de bulles de vapeur.Par ailleurs, les vibrations dues aux processus de frottement peuvent se transmettre à l'étrier du frein par l'intermédiaire du support en acier, métal ou équivalent, ce qui peut conduire à des bruits de grincement plus ou moins forts. On connait par ailleurs des plaquettes de frein possédant ce qu'on appelle des supports composites qui sont composés de plusieurs matières différentes. D'une part, pour éviter la formation de bruits de freinage en présence de vibrations normales des freins et, d'autre part, pour produire cependant des bruits avertisseurs en temps voulu lorsqu'on atteint l'épaisseur minimale des garnitures, il est connu de construire les supports de garnitures de telle manière qu'il soit prévu une couche support en matière plastique sur la face opposée à la garniture de friction. Sur cette couche, se trouve un corps métallique qui est composé d'une tôle perforée en acier ou en alliage léger et qui établit la liaison avec la ma tière de friction.Dans ce cas, cette tôle appliquée contre la couche support en matière plastique sert aussi bien à provoquer un bruit qu'à renforcer la plaquette de frein. Par ailleurs, cette tôle possède dans sa région où il n'y a pas de garniture, une patte démunie de protection sur ses deux faces, qui sert à la suspension ou au guidage et à l'appui. En raison de sa sensibilité à la corrosion, cette patte peut très facilement conduire à des -défauts de fonctionnement. Dans le cas de tels éléments de renforcement en acier ou analogue, il n'est pas possible d' éviter une formation de corrosion sur les zones non pro té- gées, qui servent en même temps à la fixation sur l'étrier de frein. I1 est connu par ailleurs de réaliser le support de la plaquette de frein en une matière plastique thermodurcissable, auquel cas les trous sont renforcés par des bagues en métal. Pour ancrer le support à la garniture de friction, on utilise des bossages à contredépouille.La construction du support en matière plastique est défavorable à la technique du moulage. Le but-de l'invention est de réaliser une machoire ou une plaquette de frein du genre défini au début du présent mémoire dans laquelle la solidité du support en matière plastique soit plus élevée et où il soit possible d'obtenir une meilleure solidité à la fixation de la garniture de friction. Suivant l'invention la mâchoire ou plaquette de frein est caractérisée par le fait que le support en matière plastique thermodurcissable servant pour la fixation, le guidage et l'appui, comprend une insertion de renforcement continue sur toute la surface du support, qui est enveloppée de toutes parts par la matière plastique et qui coincide également avec les parties du support qui ne sont pas occupées par la garniture de friction, et en ce que le support en matière plastique est muni, au moins sur la face de fixation de la garniture de friction, de reliefs qui s'étendent sur toute la surface de cette face. Cette constitution de la plaquette de frein, permet de réunir plusieurs avantages essentiels. Le corps support de la garniture de friction présente, avec une réduction importante du poids comparativement à la plaque d'acier déjà connue, une résistance mécanique et une rigidité à peu près égales. Les éléments en acier, métal ou autres matière analogues sont soustraits à la formation d'une corrosion. Dans une installation de freinage soumise à des contraintes excessives, les échauffements inadmissibles sont exclus. Les vibrations de la plaquette de freinage ou du support ne peuvent pas produire des bruits de grincement, Par ailleurs, la possibilité d'as semblage entre le support et la matière de la garniture est simplifiée et améliorée.Par ailleurs, on obtient une fabrication plus simple et économique en main d'oeuvre. L'insertion de renforcement peut être composée de métal et présente avantageusement des reliefs qui peuvent être formés par des ondulations, des moulures, des chanfreins et/ou des bordures. Ces reliefs rigides en flexion, qui sont noyés dans le support au centre ou, si nécessaire, également dans une position décentrée, sont adaptées à la forme géométrique du support et se prolongent également dans les parties qui servent à la fixation ou à la suspension ou à une autre liaison avec le support de frein ou l'étrier de frein. La matière plastique du support peut contenir d'une façon connue des constituants de renforcement fibreux, par exemple composés de fibres de verre, de fibres de carbone ou autres fibres analogues.En combinaison avec l'insertion de renforcement, on peut obtenir par ce moyen une résistance à la traction et à la compression et une rigidité à la flexion extrêmement élevées. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le support en matière plastique reçoit, du côté de la garniture, un relief présentant une configuration et une allure en quadrillage qui est de préférence réalisé à la façon d'une grille ou d'un nid dlabeilles ou analogue. Ceci garantit l'obtention d'une fixation fiable et exempte de tout défaut entre la matière de friction de la garniture de friction et le support en matière plastique. Les creux existant entre les nervures peuvent être maintenue à une profondeur uniforme sur toute la surface du support en matière plastique. La profondeur des creux croit de préférence plus ou moins progressivement lorsqu'on se rapproche des bords de la garniture, pour résister aux forces de séparation qui se manifestent au bord de la garniture de friction. Le support en matière plastique permet par ailleurs de-disposer sur la face dirigée vers la garniture de friction des évidements qui servent à recevoir une matière abrasive. De cette façon, les disques de frein, qui sont fréquemment rayés et/ou corrodés peuvent être polis et nettoyés juste avant qu'on ait atteint l'épaisseur minimum de la garniture de friction. Les évidements affectés à la matière abrasive s'étendent avantageusement en bandes dans la direction radiale de la plaquette du frein. De même, on peut prévoir également au moins un évidement sur la surface en matière plastique du support qui est dirigée vers la garniture, évidement qui est destiné à contenir un capteur d'usure ou organe analogue destiné à assurer une signalisation de l'usure en temps voulu. Par ailleurs, un autre avantage important consiste dans le fait que le support en matière plastique peut recevoir, sur sa face dirigée vers le piston du cylindre de freinage, une surface partielle de con tact avec le piston, venue de moulage par formation d'une protubérance ou d'un creux d'une forme appropriee. Un telle surface de contact en forme de secteur de couronne de cercle destinée à recevoir le piston hydraulique détermine d'une façon connue un décalage de la force de frottement résultante qui permet d'éviter une usure oblique de la surface de la garniture. La construction de la garniture de frein suivant l'invention permet de mouler le support de matière plastique muni de son élément de renforcement en combinaison avec la matière de friction. Ceci conduit à une réduction de nombre des opérations dans la fabrication et permet également d'abaisser les coûts. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés,donnés uniquement à titre d'exemple, la Fia. 1 représente schématiquement une forme de réalisation d'une plaquette de frein suivant l'in- vention, par une vue en élévation de côté; la Fig. 2 représente schématiquement une autre forme de réalisation a' une insertion de renforcement suivant l'invention, par une vue de côté; les Fig. 3 et 4 représentent schématiquement une plaquette de frein suivant l'invention, dans un au trc exemple de réalisation, respectivement par une vue de côté et par une vue arrière;; les Fig. 5 et 6 représentent schématiquement la surface du support en matière plastique qui est dirigée vers la garniture de friction, avec différentes sortes de reliefs qui présentent une profondeur uniforme ou variable entre les nervures. La plaquette de frein 1 de la Fig. 1 présence te un support 2 en forme de plaque et une garniture de friction 3 ancrée à cette plaque. Le support 2, qui sert à la fixation, au guidage et à l'appui de la plaquette de frein sur l'étrier de frein est composé en totalité d'une matière résistante à la corrosion, par exemple d'une matière plastique thermodurcissable, telle qu'un phénoplaste ou analogue, et d'une insertion de renforcement 4 entièrement enrobée par la matière, qui s'étend également sur la partie 2a du support en matière plastique qui re-ooincide pas avec la garniture de friction, de ce fait, assure également un renforcement des oreilles 5. L'insertion 4 est avantageusement composée d'acier, d'un autre métal ou matière analogue. Toutefois, l'insertion de renforcement peut également être formée d'une matiè re plastique ou résine synthétique de très haute résistance mécanique. Elle peut être incorporée au milieu de l'épaisseur du support 2 ou dans une position décalée par rapport au milieu. L'insertion 4 peut être munie de reliefs 6 qui peuvent être formés d'ondulations, de moulures, de chanfreins et/ou de bordures, ces reliefs étant enveloppés de toutes parts par la matière plastique du support 2. Sur la Fig. 2, on a représente par une vue de côté une insertion de renforcement 4a qui est munie, au lieu d'ondulations continues, de moulures raidisseuses 6a qui sont embouties alternativement des deux côtés dans la direction transversale ou dans la direction longitu dinaie. Les surfaces du support 1 en matière plastique sont de préférence munies de reliefs 7 et ô sur les deux faces. Le relief 7 prévu sur le côté dirigé vers la garniture sert à ancrer la matière de friction de la garniture de friction 3 et il est avantageusement réalise sous la forme d'un quadrillage en relief, par exemple sous la forme d'un nid d'abeille 9 ou d'une grille 10 comportant des nervures qui s'étendent perpendiculairement entre elles. Le relief 7 prévu sur le côté dirigé vers la garniture peut s'étendre sur toute la surface du support 2, éventuellement avec un bord extérieur lisse 15, ou encore il peut être formé seulement sous la forme d'une surface nervurée en forme de cadre. La profondeur des surfaces comprises entre les nervures 11 peut être uniforme.Toutefois, la profondeur des zones 16 comprises entre les nervures du relief d'ancrage croît de préférence de l'intérieur vers l'extérieur. Sur la face sur laquelle doit s'appliquer le piston, le support 2 en matière plastique peut présenter un relief 8 qui donne naissance à une surface de contact en forme de secteur de couronne circulaire destinée à coopérer avec le piston hydraulique du cylindre de freinage qui agit sur cette surface, et ce relief détermine un décalage de la force de friction résultante,qui est destiné à éviter l'usure oblique de la surface de la garniture. Ce relief 8 est avantageusement réalisé en creux dans la forme de réalisation représentée. Toutefois, il peut également être constitué par une protubérance, la forme étant alors différente de celle représentée. Dans l'exemple de réalisation des Fig. 3 et 4, le support 2 en matière plastique n'est pas symétrique en section. Sur le côté dirigé vers la garniture, l'épaisseur de la matière plastique qui recouvre l'inser- tion de renforcement 4 est partiellement augmentée et ceci jusqu'au plan 12, pour permettre de noyer une matière abrasive 13 dans le corps en matière plastique. Cette matière abrasive sert à polir et nettoyer le disque de frein qui est fréquemment rayé et/ou corrodé, lorsqu'on atteint l'épaisseur minimale de la garniture. I1 peut être prévu dans l'épaississement du corps en matière plastique du support 2 des évidements 14 qui s'étendent en forme de bandes et qui contiennent la matière abrasive.Dans cette construction, l'insertion de renforcement 4 peut être noyée dans une position décentrée par rapport à 1' épaisseur du corps en matière plastique, afin que le relief puisse conserver également dans la zone considérée sa pleine amplitude pour l'ancrage de la garniture de friction. Dans le cas où le relief présente des profondeurs normales, d'environ 0,5 à 1,0 mm, il n'est généralement pas nécessaire de placer l'insertion de renforcement dans une position décentrée. La surface de matière plastique de la plaque support, sur le côté dirigé vers la garniture, peut par ailleurs présenter un ou plusieurs évidements qui servent à loger un capteur ou organe analogue destiné à détecter l'usure de la garniture de friction lorsque cette usure à réduit la garniture à son épaisseur minimum. La construction de cette plaquette de frein permet de mouler la plaque de matière plastique avec des insertions de renforcement, en la complétant simultanément par la matière de friction de la garniture de friction. De cette façon, le support en matière plastique, les insertions et la matière de la garniture de friction constituent ensemble une pièce moulée unique. REVENDICATIONS 1. Plaquette ou mâchoire de frein, notamment pour freins à disque à garnitures partielles, composée d'un support en forme de plaque servant à la fixation, au guidage et à l'appui et d'une garniture de friction fixée solidement à ce support, sur une partie de ce dernier, le support étant réalisé en une matiere plastique thermodurcissable, cette plaquette étant caractérisée en ce que le support (2) comprend une insertion de renforcement (4) continue sur toute sa surface, qui est enveloppée de toutes parts par la matière plastique et qui coïncide également avec les parties (2a) qui ne sont pas occupées par la garniture de friction, et en ce que le support (2) en matière plastique est muni, au moins sur sa face de fixation de la garniture de friction(3), de reliefs (9, 10) qui s'étendent sur toute la surface de cette face. 2. Plaquette de frein suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'insertion de renforcement (4) est en métal et présente des reliefs (6), par exemple des ondulations, moulures, chanfreins et/ou bordures. 3. Plaquette de frein suivant l'une quelconque des revendicatIons 1 et 2, caractérisée en ce que le support (2) en matière plastique presente, sur le côté dirigé vers la garniture, un relief (9, 10) en forme de quadrillage, qui est réalisé sous la forme d'une grille, d'un nid d'abeille ou analogue, une partie marginale lisse (15) pouvant être prévue sur tout le tour du relief en quadrillage. 4. Plaquette de frein suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les creux compris entre les nervures (11) du relief en quadrillage sont réalisées avec une profondeur uniforme ou avec une profondeur qui croît vers les bords de la garniture. 5. Plaquette de frein suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le support (2) en matière plastique possède sur le côté dirigé vers la garniture des parties (14) en forme de bandes faites d'une matière abrasive. 6. Plaquette de frein suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le support (2) en matière plastique porte, sur le côté qui est à l'opposé de la garniture de friction (3); une surface de contact partiel (8) présentant une protubérance ou un creux de forme correspondante, et destinée à coopérer avec un piston du cylindre de frein. 7. Plaquette de frein suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la surface de la matière plastique du support (2) qui est dirigée vers la garniture possède au moins un évidement destiné à recevoir un capteur ou organe analogue destiné lui-même à signaler l'usure de la matière de la garniture. 8. Plaquette de frein suivant l'une quelconque des des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la matière plastique du support (2! contient des constituants fibreux, par exemple de la fibre de verre, de la fibre de carbone ou autre substance analogue. 9. Plaquette de frein suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la matière plastique du support, les insertions et la matière de la garniture de friction sont réalises sous la forme d'une seule et même pièce moulée.