Brevet FR2541741A1 — publié le 19840831

Il existe un certain nombre de problèmes bien connus posés dans le donaine des disques de freins. En général, ces problèmes concernent le bruit, la corrosion des pièces concernées et le cauffa-e des disques au cours du freinage. Les disques de 'reins ventilés comportent deux plaques de friction espacées présentant des ailettes espacées circonférentiellement. De l'air de refroidissement est mis en circulation entre les ailettes en cours de fonctionnement. Un tel disque de-frein est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Rnérivue N" 3 298 476. Dans la fabrication de disques de freins ventilés du type décrit dans le brevet NO 3 298 476 précité la pratique actuelle consiste à améliorer les caractéris-' tiques de bruit par l'utilisation de teneurs anormalement élevées en carbone et en silicium dans lart'atièrede friction et par une maîtrise de l'opération de moulage afin d'obtenir des capacités d'amortissement élevées. La pratique actuelle ne traite pas de la protection contre la rouille des zones des ailettes de refroidissement du disque. Il semble que les crissements et autres bruits produits par les freins à disques résultent en partie des vibrations de l'ensemble de ces freins à disques sous l'effet des forces engendrées entre les disques et les semelles de friction. Il semble que le bruit est produit par et se développ-e entre les ailettes ou nervures reliant les deux plaques de friction. Certain s dispositifs antérieurs ont indiqué que des revêtements chimiques peuvent etre utilisés pour amortir les sons produits par des systèmes de freinage. Le brevet des Etats-Unis d'knérique NO 3 998 301 décrit l'utilisation d'un polymère appliqué sur un ensemble de patins. Le brevet- des Etats-Unis dgAmérique NO 4 022 302 décrit une plaque de support de patins ou de semelles pour disques, revetue d'une mince couche de latex. Hormis le moulage spécial mentionné précédemment, il ne semble pas qu'il soit reconnu, dans l'art antérieur, qu'une cause importante du problème du bruit réside dans les ailettes de refroidissement reliant les plaques de friction. L'invention a pour objet un procédé perfectionné de fabrication de disques de freins pour automobiles. L'invention a également pour objet un frein à disque perfectionné présentant une capacité élevée d'amortissement des bruits, de hautes proprietés anti-rouille et une grande résistance aux températures élevées. L'invention a pour autre objet un revêtement perfectionné pour disque de frein, qui peut être appliqué sur la pièce semi-finie ou sur la pièce finie, le revetement ayant pour propriétés un amortissement élevé des bruits, une grande résistance à la corrosion et une grande résistance aux températures élevées. Conformément à l'invention, un disque de frein comprend deux plaques de friction espacées axialement. Plusieurs ailettes espaces circonférentiellement relient entre elles les plaques de friction. Un revetement de cdra- miqua, appliqué sur les allettes d'entretoisement, confère au disque des caractéristiques d 9 amortissement des bruits, de résistance à la corrosion et de résistance aux températures élevées - L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels - la figure 1 est une élévation d'un disque de frein associé à un frein à disque typique à étrier, monté sur une roue, conformément à l'invention ; - la figure 2 est une vue en perspective du disque de frein revêtu d'une matière d'amortissement des sons et à haute résistance à la corrosion et à la température, conformément à l'invention - la figure 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 1 ; et - la figure 4 est une coupe partielle suivant la ligne 4-4 de la figure 3, sur laquelle l'épaisseur relative de la matière de revêtement est montrée légèrement exagérée afin de souligner cette caractéristique de l'invention. La figure 1 représente un frein à disque du type à étrier flottant, tel que celui décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N0 3 406 792. Ce type de frein à disque n'est donné qugà titre illustratif d'une forme de réalisation de l'invention, étant entendu que cette dernière a trait principalement au disque du frein, comme décrit ci-après. Un disque 10 de frein est convenablement fixé par des boulons 12 à une roue de véhicule afin de tourner avec elle Comme montré sur la figure 3, le disque est monté sur un moyeu de manière classique afin de pouvoir tourner. Des éléments 14 et 16 de support comprennent des broches 18 ét 20 de montage qui sont fixées dans leur milieu afin de supporter deux semelles de freins sur les faces opposées du disque 10. Une seule de ces semelles de freins est illustrée en 22 sur la figure i. Des plaquettes convenables et des organes de montage de ces plaquettes sur les semelles sont prévus, mais ne sont pas représentés en détail. Un corps 24 est monté sur lés semelles de freins au moyen des broches 18 et 20 de montage. Ce corps 24 peut renfermer un piston hydraulique classique destiné à amener les surfaces des semelles de freins en contact avec le disque 10. Les éléments du frein à étrier représentes sont fondamentalement classiques et ne seront pas représentés ni décrits plus en détail. La figure 3 représente une forme de réalisation de l'invention. Comme précédemment, hormis le disque de frein décrit plus en détail ci-après, la plupart des éléments représentés sur la figure 3 sont classiques. Un moyeu 26 et les boulons 12 sont utilisés pour assurer la fixation sur une roue de véhicule, qui nVest pas repré sensée. Le disque 10 de frein comprend un élément d'entraînement 28 sur lequel il est monté convenablement par soudage ou de toute autre manière convenable. Le disque 10 est fixé à l'élément menant 28. Des détails du disque 10 de frein sont donnés sur les figures 2, 3 et 4. Comme représenté sur les figures 2, 3 et 4, le disque 10 de frein comporte deux plaques 32 et 34 de friction ou de freinage, espacées axialement et dont les surfaces extérieures sont destinées à recevoir l'appli- cation de semelles de freins (non représentées) lors d'une -opération de freinage, de manière classique. Plusieurs ailettes ou nervures 36 espacées circonférentiellement sont montées entre les plaques 32 et 34 de friction. Les ailettes ou nervures espacées 36 permettent à de l'air de circuler entre elles et les surfaces intérieures des plaques 32 et 34 de friction afin d'assurer le refroidissement du disque de frein en cours de service. Ainsi, les ailettes et les surfaces intérieures des plaques de friction constituent une zone de ventilation.Pendant le fonctionnement, ainsi qu'il est bien connu, le serrage des freins provoque un échauffement des divers-éléments sous l'-effet du frottement se produisant entre les semelles et les plaques. Les surfaces des nervures ou ailettes 36 sont partiellement ou totalement revêtues d'une matière 38 (figure 4) qui est une matière céramique résistante aux températures élevées. Le revêtement améliore notablement l'amortissement des bruits développés par le disque 10 de frein. Il protège en même temps contre la rouille les surfaces revêtues. La matière 38 comprend également un adhésif céramique qui présente des caractéristiques dgassourdisse-- ment. Comme mentionné précédemment, autres procédés antérieurs destinés à améliorer la capacité dSamortisse- ment des sons ont consisté à limiter la composition chimique du disque de frein à des niveaux élevés de carbone et de silicium, ou à accroître la masse du disque mou-lé. La matière 38 peut être appliquée sur des disques moulés, bruts de fonderie, ou bien sur le produit semi-fini ou fini, en usine. L'utilisation de cette matière évite aux fondeurs d'avoir à faire fondre du fer plus coûteux à haute teneur en carbone et à haute teneur en silicium pour satisfaire les critères d'assourdissement demandés par l'utilisateur final. Même lorsqu9une telle matière de coût élevé est utilisée, l'utilisation supplémentaire du revêtement 38 tend à apporter un amortissement supplémentaire La matiere 38 peut être utilisée pour revêtir différentes parties du frein à disque. Par exemple, les ailettes 36 peuvent être revêtues seules ou avec les surs faces intérieures des plaques 32 et 34 de friction. Dans certains cas, la totalité du frein à disque peut être revêtue. La matière 38 a été essayée dans un certain nombre de cas et a donné satisfaction. Dans le premier essai, un disque, présentant une valeur initiale de 792 "Q", a été totalement revêtu dans la.'.zone de ventilation de refroidissement. Une fois le revêtement appliqué, les résultats de l'essai sont tombés à une valeur moyenne de 306'"Q". Dans un essai effectué sur le même disque, un certain temps après, les résultats ont donné des valeurs en baisse qui sont taxies finalement à une valeur moyenne de 291 "Q" lors d'un essai effectué e jour suivant. Ceci semble indiquer que la capacité d'amortissement des bruits de la matière d'assourdissement augmente avec le temps. Dans trois autres essais effectues à une date ultérieure, une valeur initiale de 712 "Q" d'un disque est tombée à 461 après revêtement complet du disque. Un deuxième disque, d'une valeur de 727 "Q", est tombé à une valeur de 514 "Q" après avoir été revêtu uniquement sur la surface intérieure de la zone d ventilation. Un troi siee disque, de valeur de 823 "Q", est tombé à une valeur de 518 "Q" après que les ailettes et les surfaces int4- rieures de freinage ont été revêtues. L'invention offre donc un revêtement perfectionné destiné à être appliqué sur un frein à disque et présentant un certain nombre d'avantages. Ces avantages résident dans une amélioration de l'amortissement des sons, une résistance plus élevée à la corrosion et une résistance plus élevée à la température. Dans le même temps, le revêtement peut être appliqué à des moments convenables pendant la fabrication. Un revêtement céramique tel que décrit peut être trouvé dans le commerce sous diverses marques commerciales. Un tel revêtement est du type à pulvérisation, vendu sous le nom de "AUTOSTIC FC-4" et distribué par Flexbar Machine Corp., 195-H Central Avenue, Farmingdale, New York, 11735. Cette matière est un adhésif céramique présentant des caractéristiques d'assourdissement. Il ne semble pas qu'elle ait été précédemment appliquée sur des freins à disques. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au disque de frein décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Disque de frein, caractérisé en ce qu'il comporte des plaques (32, 34) de friction, plusieurs éléments (36) reliant entre elles ces plaques pour établir une ventilation entre elles, et un revêtement (38) comprenant une matière céramique disposée sur une partie du disque afin de conférer à ce- dernier un amortissement des bruits et une grande résistance à la corrosion et à la température. 2. Disque de frein selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments comprennent des ailettes espacées circonférentiellement. 3. Disque de frein selon la revendication 2, caractérisé en ce que la matière céramique est appliquée sur les ailettes espacées circonférentielleme'nt. 4. Disque de frein selon la revendication 3, caractérisé en ce que la matière céramique est appliquée sur les surfaces intérieures des plaques de friction. 5. Disque de frein selon la revendication 4, caractérisé en ce que la matière céramique est appliquée sur la totalité de la surface de ce disque.