Brevet FR2520076A1 — publié le 19830722

L'invention concerne des perfectionnements aux freins à couronne ou à disque destinés à freiner un ensemble tournant, par exemple une roue de véhicule. Dans ce type de frein, une couronne ou un disque métal- lique est solidaire de l'ensemble tournant à freiner De part et d'autre de la couronne ou du disque est disposée au moins une garniture en un matériau à coefficient de frottement élevé par rapport au matériau constituant la couronne ou le disque. La manoeuvre de freinage consiste à faire frotter les garnitures su R les pistes de freinage de la couronne ou du disque. Si l'on désire obtenir un temps de réponse acceptable de ce type de frein, il faut laisser frotter légèrement et en permanence les garnitures sur les pistes de freinage en dehors des manoeuvres de freinage Ce frottement, dit léchage, consomme une énergie non négligeable et peut provoquer des usures locales indésirables de la couronne ou du disque. Si, par contre, on introduit entre les garnitures et les pistes de freinage des jeux suffisants pour éviter le léchage des garnitures, on allonge le temps de réponse du frein. C'est pourquoi on a proposé récemment des dispositifs anti- léchage permettant d'introduire des jeux suffisants pour éviter le léchage et ses inconvénients, sans toutefois allonger le temps de Fréponse des foins de l'espèce considérée ci-dessus. Le but de l'invention est de proposer un appareil surveillant ces dispositifs anti-léchage et signalant un léchage accidentel dé au dérèglement de ces dispositifs, sans toutefois neutraliser l'avertisseur d'usure des garnitures. C'est ainsi que l'invention concerne un dispositif de surveillance et d'avertissement pour frein à couronne ou à disque, ce frein comportant une couronne ou un disque métal- lique solidaire d'un ensemble tournant, par exemple d'une roue de véhicule, et de part et d'autre de la couronne ou du disque, 2 2520076 au moins une garniture en un matériau à coefficient de frot- tement élevé destinée à frotter sur la couronne ou le disque, ce dispaitif comportant un palpeur conducteur de l'électricité disposé dans chaque garniture de frein avec une extrémité destinée à entrer en contact avec la couronne X le disque au niveau de l'usure maximale de la garniture et avec l'autre extrémité reliée par une ligne à un pôle d'un circuit avertis- seur, l'autre pdle du circuit avertisseur étant relié par une autre ligne à la couronne ou au disque, caractérisé en ce que -le palpeur disposé dans la garniture et destiné à entrer en contact avec la couronne ou le disque comporte un ressort contenu dans une première cavité de la garniture et exerçant sa pression en direction de la couronne ou du disque, en ce que l'extrémité de ce palpeur, destinée à entrer en'contact avec la couronne ou le disque, est immobilisée au niveau correspondant à l'usure maximale de la garniture, en ce qu'unesecondec cavité s'étendant du niveau d'usure maximale jusqu'à la surface de la garniture, destinée à frotter sur la oeuronne ou le disque, contient un second palpeur conducteur de l'électricité électriquement relié au premier palpeur, s'usant comme le matériau à coefficient de friction élevé de la garniture et en ce que la ligne reliant soit le premier palpeur, soit la couronne ou le disque, au circuit avertisseur est munie d'un interrupteur maintenu ouvert lors de chaque manoeuvre de freinage et fermé en dehors des manoeuvres de freinage. Habituellement les garnitures sont équipées d'un petit cylindre conducteur de l'électricité dont la base la plus troche de la surface de friction des garnitures sur les pistes de freinage de la couronne ou du disque est situé au niveau prévu pour l'usure maximale des garnitures L'autre base du cylindre est reliée à un conducteur souple assurant la liaison électrique avec le dispositif avertisseur d'usure maximale des garnitures de frein Lors des manoeuvres de freinage exécutées avec des garnitures arrivées à leur usure maximale, le cylindre conducteur touche la couronne ou le disque et déclenche l'avertisseur En dehors de ces manoeuvres l'avertis- seur reste passif, sauf en cas de léchage des garnitures. -3- Le dispositif selon l'invention, par contre, se sert de l'avertisseur d'usure pour avertir du léchage des garnitures. Il fonctionne dès qu'il y a léchage, mais aussi dès qu'une garniture est arrivée à l'usure maximale et ceci même en dehors des manoeuvres de freinage. Le dessin montre et la partie de la description qui s'y réfère décrit des exemples d'exécution de l'invention. Sur ce dessin la figure 1 représente un schéma de principe d'un appareil de surveillance et d'avertissement conforme à l'invention, les figures 2 et 3 illustrent un exemple de réalisation de l'ensemble formé par les deux-palpeurs disposés, conformé- ment à l'invention, dans la garniture de frein, la figure 2 lorsque la garniture est neuve, la figure 3, lorsque la garniture a atteint le niveau d'usure maximale, et les figures 4 à 8 montrent d'autres exemples de réalisation de l'ensemble formé par lesdits deux palpeurs étagés installés dans une garniture à l'état neuf. Il va de soi, sans que la description ne le signale expressis verbie, que les différents éléments des circuits électriques conformes à l'invention sont isolés de façon appropriée les uns des autres, notamment dans les cas o les garnitures seraient conductrices de l'électricité. Sur la figure 1 est représenté, au cours d'une manoeuvre de freinage, un dispositif de surveillance et d'avertissement conforme à l'invention Ce dispositif comporte deux garnitures 1 en un matériau à coefficient de frottement élevé et, de préférence, non conducteur de l'électricité, une couronne ou disque de frein 2 métallique (partiellement représenté), une ligne 3 électrique munie d'un interrupteur 31, une commande 4 de cet interrupteur 51, un appareil avertisseur 5. Les garnitures t sont dposées de part et d'autre et au contact de la couronne ou du disque métallique 2 Dans chaque garniture 1 est disposé un ensemble 6 de deux palpeurs étagés conformes à l'invention La structure détaillée d'exemples de tels palpeurs est décrite plus bas en relation avec les figures 2 à 8 Une extrémité de l'ensemble de palpeurs étagés 6 est située à fleur de la surface des garnitures 1 en contact avec -4- la couronne ou le disque le long de la piste de freinage correspondante L'autre extrémité de l'ensemble 6 est noyée dans la garniture 1 Un conducteur électrique 32 relie chaque ensemble étagé 6 à la ligne 3 aboutissant à un des pôles 51 de l'appareil avertisseur 5. L'interrupteur 31 disposé sur ladite ligne 3 est ouvert grâce au dispositif de commande 4, par exemple un mano-contact branché sur le mattre-cylindre 41 actionné par la pédale de freinage 42 dans le cas d'un véhicule automobile L'appareil avertisseur 5 avec son autre pôle 52 de meme que la couronne ou le disque métallique 2 sont reliés à la masse Entre les deux pôles de l'avertisseur sont branchés une source d'électri- cité (non représentée) et un dispositif destiné à attirer l'attention du conducteur, par exemple une ampoule 53 ou un appareil sonore Ce branchement est fait de telle façon que l'ampoule 53 s'allume (ou que l'appareil sonore émette un son audible) lorsqu'est fermé le circuit formé par la couronne ou le disque 2, l'ensemble de palpeurs étagés 6 de la garniture 1, lesconducteuxs 32 reliant l'ensemble de palpeurs étagés 6 à la ligne 3, la ligne 3 elle-même-et l'appareil avertisseur 5- Ceci ne peut se produire au cours des manoeuvres de freinage, car dans ce cas, l'interrupteur 31 est, selon l'invention, ouvert, bien que l'un et l'autre ensemble de palpeurs étagés 6 soit en contact avec la piste de freinage, correspondante de la couronne ou du disque 2 En dehors des manoeuvres de freinage l'interrupteur 31 est, par contre, fermé conformément à l'inven- tion Le circuit ci-dessus ne peut donc lui-même être fermé que si au moins un des ensembles de palpeurs étagés 6 d'une garniture 1 est au contact de la couronne ou du disque 2, c'est-à-dire lorsqu'une garniture 1 au moins lèche la couronne ouare disque 2 Ainsi l'avertisseur signale que le dispositif anti-léchage est déréglé. Sur la figure 2 la garniture 1 (partiellement repré- sentée), à l'état neuf, est disposée avec un jeu 20 en face de la couronne ou du disque de frein 2 (partiellement représenté). L'ensemble 6 des deux palpeurs étagés conforme à l'invention représenté sur cette figure et la figure 3 correspond à une première variante préférentielled'exécution de l'invention. -5 - Dans cette variante, les deux cavités de la garniture 1 sont des alésages cylindriques et ont un axe commun Dans la seccnde variante représentée à la figure 7, les deux alésages ont des axes distincts, l'essentiel étant qu'entre les deux palpeurs étagés existe un conducteur reliant électriquement le premier palpeur au second, puis un autre conducteur 32 reliant l'en- semble 6 à la ligne 3 menant de l'ensemble des palpeurs 6 à l'avertisseur 5. Sur laf Lgure 2 le premier et second alésages 61, 62 conformes à l'invention sont constitués par un tube unique 61, 62 fixé dans la garniture 1 et son support 12 par des moyens connus Au niveau 10 correspondant à l'usure maximale de la garniture 1, le tube comporte une nervure intérieure 63 marquant la séparation entre le premier 61 et le second alésage 62 Du c 8 té opposé à la couronne ou au disque 2, le premier alésage 61 est fermé par un fond 64 en un matériau conducteur de l'électricité Sur ce fond 64 est fixé le conducteur 32 reliant l'ensemble des palpeurs étagés 6 à la Ugne 3 menant à l'avertisseur 5. Le premier alésage 61 contient un palpeur 615 formé d'un cylindre 610 et d'un ressort 611 conducteurs En s'ap- puyant sur le fond 64 de l'alésage 61 le ressort conducteur 611 fait coulisser le cylindre palpeur 610 dans l'alésage 61 en direction de la couronne ou du disque 2 La nervure intérieure 63 au tube 61, 62 immobilise comme une butée l'extrémité 612 du palpeur 615, c'est-à-dire du cylindre 610, destinée à entrer en contact avec la couronne ou le disque de frein 2, au niveau d'usure maximale de la garniture. La portion 62 du tube 61, 62 comprise entre la nervure interne 63 et la surface de friction 11 de la garniture 1 destinée à frotter sur la couronne ou la garniture 2 forme dans cet exemple à la fois le second alésage 62 et le second palpeur 616 conformes à l'invention, si l'on utilise ur tube 61, 62 en un matériau usable par frottement et conducteur de l'électricité Le second palpeur 616 est ainsi formé par la paroi 613 du tube 61, 62 comprise entre la nervure-butée intérieure 63 et l'extrémité 614 du tube 61, 62 affleurant la surface de friction 11 de la garniture 1. -6- Lorsque, en dehors des manoeuvres de freinage, la garniture 1 lèche la couronne ou le disque 2 et l'interrupteur 31 est fermé, l'avertisseur 5 est mis sous tension et l'ampoule 53 s'allume L'avertisseur 5 fonctionne en avertisseur de léchage tant que la garniture 2 (fig 3) n'èst pas usée à son niveau d'usure maximale 11 A ce niveau d'usure 11, la nervure- butée interne 63 du tube usable 61, 62 est également usée. Le cylindre conducteur 610 du premier palpeur 615, logé dans le premier alésage 61 est ainsi libre de frotter sur la couronne ou le disque 2 sous la pression du ressort 611, quel que-soit le jeu anti-léchage prévu entre la garniture 1 et la couronne ou le disque 2 l'avertisseur 5 est mis sous tension et l'ampoule 53 est allumée en permanence en dehors des manoeuvres de freinage L'avertisseur 5 fonctionne alors comme avertisseur d'usure des garnitures Ainsi le même avertisseur 5 sert, conformément à l'invention, comme avertisseur de léchage, puis comme avertisseur d'usure des garnitures de frein. Dans les ensembles de deux palpeurs étagés selon l'invention, représentés aux-figures 4 et 5, les deux alésages cylindriques 61, 62 sont coaxiaux, mais leurs diamètres sont différents. L'alésage 61 du premier palpeur 615, qui s'étend jusqu'au niveau 10 d'usure maximale de la garniture 1 a un diamètre plus grand que celui de l'alésage 62 qui s'étend du niveau d'usure maximale 10 à la surface de friction 11 de la garniture 1. Le premier palpeur 615 conforme à l'invention coulissant dans l'a- lésage 61 est formé comme celui des fig 2 et 3 par un cylindre métallique 610 poussé par un ressort conducteur 611 s'appuyant sur le fond métallique 64 de l'alésage 61 L'alésage est formé par un tube métallique 61 relié par le conducteur de liaison 32 à la ligne 3 commandant l'avertisseur 5 Le second alésage' 62 est rempli d'un matériau conducteur de l'électricité, d'un métal 65,par exemple,compatible avec la piste de freinage et non fusible aux températures atteintes lors des opérations de freinage (fig 4),ou de graphite 66 comme à la figure 5 Le remplissage 65, 66 constitue le second palpeur Le second alésage-62 ayant un diamètre inférieur à celui du premier alésage 61, le premier palpeur 615 se trouve immobilisé au niveau 10 d'usure maximale de la garniture 1 conformément à l'invention jusqu'à ce que la garniture 1 soit usée à ce niveau -7- Le diamètre du second alésage 62 peut aussi être plus grand que celui du premier alésage 61 Dans ce cas (non illustré), le remplissage conducteur 65, 66 lui-même immobilise au niveau approprié 10 le premier palpeur 615 dans son alésage 61. Dans la variante de la figure 6 le second palpeur 616 selon l'invention est constitué par le même tube métallique 61 qui constitue le premier alésage dans lequel coulisse le premier palpeur 615 Le conducteur 32 de liaison à la ligne de commande 3 de l'avertisseur 5 est fixé au tube métallique 61 Le second alésage formé par le tube 61 est rempli par un bouchon 67, par exemple en matière plastique. La variante représentée à la figure 7 diffère essentiel- lement des variantes précédentes par la non-concordance des axes des alésages 71, 72 conformes à l'invention Un conducteur 73 disposé endessous du niveau d'usure maximale 10 de la garniture 1 par rapport à la surface de friction 11 de la garniture 1 relie le premier alésage 71 au second 72. Dans les quatre variantes présentées aux figures 4 à 7 un conducteur 32 relie le premier alésage 61 à la ligne de commande 3 de l'avertisseur Alors que dansles trois variantes des figures 4 à 6, l'usure du second palpeur 616 provoque l'ex- pansion du premier palpeur 615 sous l'action de son ressort, l'usure au niveau maximal 10 de la garniture 3 elle -même provoque l'expansion du premier palpeur 615 dans le cas de la figure 7, puis le fonctionnement de l'avertisseur comme avertisseur d'usure Dans une variante de la figure 7 non seulement les axes des alésages 71, 72 sont différents l'un de l'autre, mais l'axe du second alésage 72 est incliné par rapport à la normale à la surface de friction 11 de la garniture 1. De préférence, l'axe du premier alésage 71 contenant le premier palpeur expansible 615 est parallèle à la normale à la surface de friction 11 de la garniture 1. Sur la figure 1 est aussi représentée une variante de la commande d'ouverture de l'interrupteur 31 placé sur la ligne de commande 3 de l'avertisseur 5, en même temps qu'une variante de réalisation de l'avertisseur 5 Dans cette variante, l'interrup- teur 31 est directement ouvert par le mouvement de la pédale de frein 42 lors d'une manoeuvre de freinage Le ressort de rappel de la pédale de freinage 42 ramène l'interrupteur 31 en position de fermeture, lorsque la manoeuvre de freinage est terminée. La variante de la figure 8 diffère des autres variantes en ce que le premier palpeur est formé par un ruban métallique , élastique, conducteur de l'électricité et cintré en forme de U Ce ressort 80 en U est immobilisé dans la première cavité 81 au niveau 10 correspondant à l'usure maximale de la garniture et exerce sa pression en direction de la surface de friction 11- -de la garniture L'immobilisation sous compression du ressort est réalisée en juxtaposant, selon l'invention, à la première cavité 81 une seconde cavité ou un alésage cylindrique contenant l O le second palpeur 85, d'un diamètre plus petit que l'extension de la première cavité 81 On forme ainsi un épaulement 83 coincidant avec le niveau d'usure maximale 10 L'élasticité du ressort comprimé 80 met en appui le ressort 80 contre cet épaulement 83 et le second palpeur 85 Le conducteur 32 partant de la base encastrée du premier palpeur 80 permet de relier les deux palpeurs 80, 85 à l'avertisseur 5. REVENDICATIONS 1 Disnositif de surveillance et d'avertissement pour frein à couronne ou à disque, ce frein comportant une couronne ou un disque métallique solidaire d'un ensemble tournant, par exemple d'une roue de véhicule, et de part et d'autre de la couronne ou du disque au moins une garniture en un matériau à coefficient de frottement élevé destinée à frotter sur la couronne ou le disque, ce dispositif comportant un palpeur conducteur de l'électricité disposé dans chaque garniture de frein avec une extrémité destinée à entrer en contact avec la cou- ronne ou le disque au niveau de l'usure maximale de la garniture et avec l'autre extrémité reliée par une ligne à un p 8 le d'un circuit avertisseur, l'autre p 8 le du circuit avertisseur étant relié par une autre ligne à la couronne ou au disque, caractérisé en ce que le palpeur disposé dans la garniture et destiné à entrer en contact avec la couronne ou le disque comporte un ressort contenu dans une première cavité de la garniture et exerçant sa pression eh direction de la couronne ou du disque, en ce que l'extrémité de ce palpeur, destinée à entrer en contact avec la couronne ou le disque est immobilisée au niveau correspondant à l'usure maximale de la garniture, en ce qu'urieseconde cavité s'étendant du niveau d'usure maximale jusqu'à la surface de la garniture, destinée à frotter sur la couronne ou le disque contient un second palpeur conducteur de l'électricité électiquement-relié au premier palpeur, s'usant comme le matériau à coefficient de friction élevé de la garniture et en ce que la ligne reliant soit le premier palpeur, soit la couronne ou le disque, au circuit avertisseur est munie d'un interrupteur maintenu ouvert lors de chaque manoeuvre de freinage et fermé en dehors des manoeuvres de freinage. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première et la seconde cavités sont constituées par un tube unique conducteur de l'électricité et que la première cavité est séparée de la seconde par une nervure intérieure au tube située au niveau d'usure maximale de la garniture, ce tube et les cavités étant, de préférence, cylindriques. 2520076 3 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé\en ce que le ressort du premier palpeur est en un matériau conduc- teur de l'électricité et forme ce premier palpeur. 4 Dispositif selon la revendication l ou 2, caractérisé en ce que le premier palpeur est constitué par un cylindre et un ressort conducteurs, le ressort s'appuyant sur le fond conducteur de la première cavité. Dispositif selon l'une des revendications l ou 4, caractérisé en ce que les deux cavités sont des alésages cylin- driques coaxiaux,mais de diamètres différents et en ce que le second palpeur maintient le premier palpeur au niveau d'usure maximale de la garniture. 6 Dispositif selon la revendication l ou 4, caractérisé en ce que les deux cavités sont des alésages cylindriques de m 8 me diamètre et en ce que le second palpeur maintient le premier palpeur au niveau d'usure maximale de la garniture. 7 Dispositif selon la revendication l Qu 4, caractérisé en ce que les deux cavités sont des alésages cylindriques d'axes différents et que les deux palpeurs sont reliés par un conducteur disposé en-dessous du niveau d'usure maximale de la garniture par rapport à la surface de friction de la garniture. 8 Dispositif selon la revendication l ou 7, caractérisé en ce que l'axe du premier alésage est perpendiculaire à la surface de friction de la garniture.