Brevet FR2541402A1 — publié le 19840824

Z 541402 Garniture de friction pour freins La présente invention concerne une garniture de friction pour freins, en particulier de bicyclettes ou analogues. Dans les freins de bicyclette, en particulier dans les freins dits sur jante, on a utilisé jusqu'à présent des garnitures de friction sous forme de patins fabriqués en mélanges de caoutchoucs de composition différente Par temps sec, ces garnitures de friction assurent une décélération suffisante. Toutefois, dès que la surface de friction de la jante est mouillée, par exemple par temps humide ou sur route mouillée, ct:ozn freinante de ces garnitures de friction laisse eor 4 eent à désirer La distance de freinage jusqu'à un arrêt complet peut alors être jusqu'à dix fois plus grande que sur route sèche Le choix du matériau qui constitue la surface de la jante en tant que partenaire de friction pour la garniture de frein n'intervient pas à cet égard. Pour pallier cet inconvénient, on a essayé de pourvoir les patins de freins sur jante de profilages en forme de crampons ou de rainures, afin d'améliorer les caractéristiques de freinage dans le cas d'un frein dit "mouillé" Ces mesures purement structurales ne suffisent toutefois pas pour raccourcir de façon décisive la distance de freinage dans le cas d'un "frein mouillé" On obtient aussi peu de résultat lorsqu'on tente de pourvoir d'un profilage la surface de friction sur la jante. Le but de l'invention est par suite de réaliser une garnitutre de friction avec laquelle les écarts des propriétés de friction entre un "frein sec" et un "frein mouillé" atteignent des valeurs qui ne sont pas aussi extrêmement grandes que dans le cas des garnitures de friction jusqu'alors courantes. T'objectif précité est atteint selon l'invention par le fait que le matériau de la garniture contient au moins en partie du liège D'une manière surprenante il s'est avéré à cet égard qu'avec un matériau de garniture contenant du liège, on obtient aussi bien dans le cas d'un "frein mouillé" que dans celui d'un "frein sec" des décélérations au freinage telles que celles qui ne pouvaient étre obtenues avec les garnitures de frein de bicyclettes courantes que dans le cas d'un "frein sec" On procure ainsi au cycliste, une amélioration de sécurité importante Ceci s'applique en particulier pour les bicyclettes de sport, largement répandues depuis quelque temps, qui sont équipées aussi bien à la roue avant qu'à la roue arrière d'un frein sur jante qui représentaient par temps mouillé un risque considérable pour la sécurité dont l'origine se trouvait dans la capacité de freinage Irsuffisante des garnitures de frein courantes. Dans une forme de réalisation de l'invention, il est prévu que le matériau de la garniture est constitué par du liège compacté ou aggloméré, la proportion de liège s'élevant à 100 % en poids Ces types de garnitures de friction sont par exemple fabriqués par moulage par compression, dans quel cas la forme extérieure du liège utilisée ne joue aucun rôle qu'il soit sous la forme d'une poudre, ou de débris, ou de granules, ou de morceaux ou de plaques. Dans une forme de réalisation préférée, il est toutefois prévu que le liège soit incorporé à un liant Il est à cet égard convenable d'utiliser les liants ou les mélanges de liants couramment employés dans l'industrie des garnitures de friction Grâce à cette caractéristique, la résistance propre de la garniture de friction de l'invention se trouve encore améliorée Comme liant, on peut utiliser aussi bien une résine synthétique, par exemple des résines phénoliques, cr Xsoliques, de mélamine, novolaques, époxydes, de polyesters et analogues ou des mélanges de celles-ci, que des élastomères, par exemple du caoutchouc naturel ou du caoutchouc synthétique à base de styrène, nitrile, butadiène, isoprène, chlorobutyle, latex ou analogues ainsi que des mélanges de ceux-ci On préfère les liants qui incorporent le liège en lui conservant largement sa porosité. Dans un mode de mise en oeuvre de l'invention, il est à cet égard prévu que la proportion de liant est comprise entre 1 % et 80 %, de préférence, entre 1 % et 60 % en poids Ces intervalles sont à considérer bornes comprises Dans le cas d'une proportion de liant de 1 %, il se produit desgarnitures en liège pratiquement "pur", tandis que dans le cas d'une proportion de liant de 60 % en poids, on peut encore utiliser également en supplément en dehors du liège dans un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, des charges qui modifient les caractéristiques de friction Avec des charges de ce type, il est possible de réaliser pour les surfaces de friction les plus différentes, courantes dans la construction des bicyclettes, par exemple des surfaces de friction sur jantes, une garniture de friction à propriétés de freinage optimales Il est ainsi approprié d'ajouter pour des jantes en acier en vue d'améliorer le pouvoir de friction, des additifs qui augmentent le coefficient de friction Dans le cas de jantes en aluminium ou en alliage d'aluminium, il convient d'ajouter des charges qui sont connues sous le nom d'adjuvants de glissement La proportion du mélange de liant et de charge s'élève de 1 % à 98 % en poids Alors que pour le fonctionnement d'une bicyclette normale, il suffit de recourir à deux mélanges normalisés qui sont déterminés pour être appliqués sur des jantes en acier et en aluminium, dans le cas ees bicyclettes de course sur lesquelles on roule à des vitesses considérablement plus élevées que dans le cas d'une bicyclette d'un fonctionnement normal, on règle alors dans ce cas suivant les possibilités la composition des mélanges de façon adaptée tout spécialement au matériau de jante utilisé Conjointement avec ou au lieu de ces types de charges, on peut également ajouter en supplément au liant en tant que charges, des matières fibreuses organiques et/ou minérales Les fibres peuvent à cet effet présenter une structure ordonnée ou continue sous forme de tissus, baguettes ou cordons et analogues ou être toutefois également incorporées sous forme non ordonnée ou discontinue, par exemple sous forme de fibres coupées ou analogues D'une part, les fibres confèrent une résistance mécanique élevée à la garniture et d'autre part elles peuvent remplir par un choix de matériau correspondant, la fonction d'adjuvants de glissement et/ou de friction. 41402 Des ccr-;positions pour garnitures de friction à base de liège et de liants ou à base de liège et de mélanges de liants et de charges ont en outre pour avantage que l'aptitude à la transformation se trouve améliorée par rapport au liège pur, car grâce à l'addition du liant, le matériau de la garniture peut être transformé suivant le type du liant ajouté, par moulage à froid, à chaud, boudinage ou également par injection ou extrusion, calandrage ou laminage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui va suivre d'un exemple de réalisation donné à titre indicatif, mais nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: La Figure t représente une vue en coupe d'un patin de frein pour un frein sur jante; La Figure 2 représente un graphique de mesure sur banc d'essais pour une garniture courante dans le cas d'un "frein sec"; La Figure 3 représente banc d'essais pour une garniture "frein mouillé"; La Figure 4 représente banc d'essais pour une garniture d'un "frein sec"; et La Figure 5 représente banc d'essais pour une garniture d'un "frein mouillé". un graphique de mesure sur courante dans le cas d'un un graphique de mesure sur de l'invention dans le cas un graphique de mesure sur de l'invention dans le cas Dans la Figure 1, on peut voir que l'on a représenté une vue en coupe transversale à échelle agrandie d'un patin de frein destiné à un frein sur jante de bicyclette, qui représente le principe de base Dans cet exemple de réalisation, les particules 1 d'une poudre de liège de granulométrie grossière sont noyées et réparties dans un mélange de liants 2 En cours de service, la surface frontale 3 du patin vient s'appliquer au cours du processus de freinage contre la surface de friction associée prévue sur la jante de la bicyclette Par suite'de la distribution uniforme des particules de liège dans la matrice 2 de liants, des nouvelles particules de liège parviennent constamment à la surface 3 en dépit de l'usure, en venantpar suite attaquer la jante lors du processus de freinage. Dans les Figures 2 à 5, on représente les graphiques de mesure évalués sur un banc d'essais de simulation d'une bicyclette, aussi bien pour le freinage à sec que pour le freinage à l'état mouillé Les conditions d'essais suivantes sont imposées, à savoir que dans le cas d'une vitesse prédéterminée de 16 km/h, d'un poids à freiner (cycliste plus bicyclette) de 100 kg et de jantes en aluminium, on procède dans chaque cas à un cycle de freinage de 30 secondes jusqu'à l'arrêt. La Figure 2 montre à cet égard avec un matériau de garniture courant pour freins sur jante de bicyclette dans le cas d'un frein sec et pour 20 freinages d'arrêt consécutifs, un parcours de freinage d'environ 2,5 à 3 m. La Figure 3 représente le test dans le cas d'un "frein mouillé" pour le même matériau de garniture courant. Dans ce cas, il se produit un parcours de freinage d'environ 12 m dès le premier freinage, tandis que lors du vingtième freinage, on doit constater un freinage d'environ 23 m. A titre de comparaison, on soumet de plus à l'essai dans les mêmes conditions, une garniture de friction correspondant à l'invention Les Figures 4 et 5 montrent respectivement qu'aussi bien pour le "frein sec" que pour le "frein mouillé", un parcours de freinage d'environ 3 m est maintenu constant sur tout le cycle d'essai, c'est-à-dire que le comportement de friction est pratiquement identique dans les deux cas. La garniture de friction "au liège" de l'invention convient non seulement pour l'exemple décrit concernant un frein de bicyclette sur jante, mais elle est également utilisable avantageusement de la même façon avec des freins à disques et à tambour dans d'autres cas d'application Dans ce dernier cas, la confection des garnitures ne se fait pas sous forme de blocs ou de patins, mais sous forme de bandes qui sont fixées sur le support de garniture du frein à tambour La garniture de friction de l'invention est exempte d'amiante. REVENDICATIONS 1 Garniture de friction, en particulier pour freins de bicyclettes ou analogues, caractérisée par le fait que le matériau de friction contient au moins en partie du liège. 2 Garniture de friction selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le matériau de friction est constitué par du liège aggloméré, la proportion de liège s'élevant à 100 % en poids. 3 Garniture de friction selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le liège est incorporé à un liant. 4 Garniture de friction selon la revendication 3, caractérisée par le fait que le liège est noyé sous forme de morceaux ou de granules dans une matrice de liant. Garniture dé friction selon la revendication 3 ou 4, caractérisée par le fait que la proportion de liant est comprise entre 1 % et 80 %, de préférence entre 1 % et 60 % en poids. 6 Garniture de friction selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisée par le fait que des charges modifiant les propriétés de friction sont ajoutées en supplément au liant. 7 Garniture de friction selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisée par le fait qu'une matière fibreuse est ajoutée en supplément au liant en tant que charge. 8 Garniture de friction selon les revendications 6 et/ou 7, caractérisée par le fait que la proportion du mélange de liant et de charge se situe entre 1 % et 98 % en poids.