Brevet FR2634845A1 — publié le 19900202

L'invention est relative à un indicateur ou alarme qui donne un signal pouvant être détecté physiquement lorsqu'un composant sujet à usure a été usé au-delà d'une limite acceptable. Plus particulièrement, l'indicateur est décrit en référence à un indicateur d'usure pour un patin de friction dans un frein ou un embrayage. Le matériau de friction utilisé en tant que garniture d'un frein ou embrayage s'usera nécessairement en utilisation et exigera éventuellement un remplacement. Le fait de ne pas remplacer une garniture usée peut provoquer un endommagement du mécanisme et même une défaillance grave du frein ou embrayage. Différents dispositifs de l'art antérieur pour indiquer qu'une garniture est usée et qu'il faut la remplacer, utilisent des moyens de détection électriques ou électroniques, tels que des contacts électriques noyés dans le matériau de friction. Ces dispositifs présentent l'inconvénient mageur de provoquer des étincelles, par exemple lorsqu'ils viennent en contact avec une surface de disque de frein, ce qui peut être risqué. Des étincelles dans une atmosphère de particules fines, ou de vapeur inflammable, peuvent provoquer un incendie ou une explosion Il serait souhaitable de proposer un indicateur ou une alarme d'usure qui ne présente pas les inconvénients des dispositifs de l'art antérieur. L'indicateur d'usure d'une garniture de friction selon la présente invention utilise avantageusement des moyens pour détecter la pression de l'air ou d'un autre gaz tel que le dioxyde 'de carbone fourni sous pression à l'intérieur de la garniture de friction pour indiquer que la garniture doit être remplacée. Du gaz sous pression est fourni à un passage prévu à l'intérieur du corps du matériau de friction, ce passage étant formé à l'intérieur du matériau de façon qu'en utilisation normale la pression du gaz reste constante. Lorsquue la garniture de friction a été usée jusqu'à atteindre une épaisseur prédéterminée, une paroi du passage passage de gaz s'ouvre, permettant la fuite de gaz et donc une réduction de sa pression qui est détectée par un détecteur de pression approprié, déclenchant un signal d'alarme. La garniture de friction est alors remplacée. Puisque les composants électriques peuvent sans inconvénient être disposés à distance du frein ou embrayage, il n'y a pas de danger d'incendie ou d'explosion résultant du déclenchement de l'alarme. D'autres détails et avantages de l'invention apparaltront au cours de la description suivante, en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 représente un indicateur d'usure de garniture de friction selon l'invention, utilisé en association avec un patin de friction d'un frein à disque; _5 La figure 2 est une vue en perspective de l'indicateur d'usure de la figure 1, partiellement en coupe pour montrer sa structure interne; La figure 3 est une vue en coupe du patin de friction des figures 1 et 2; La figure 4 montre la même vue que la figure 2, une fois que le patin de friction a été usé dans une mesure telle que son remplacement est exigé; La figure 5 est une vue en coupe analogue à celle de la figure 3, le matériau de friction ayant été usé dans une mesure telle que l'indicateur d'usure est activé; La figure 6 montre une forme de réalisation de l'indicateur d'usure de garniture de friction appliquée à un patin de friction qui peut être soumis à une usure inégale; et La figure 7 est une vue de côté du patin de friction de la figure 6, les lignes en pointillés montrant l'emplacement du passage de gaz. L'indicateur d'usure de garniture de friction - selon l'invention trouve son application dans une grande variété de dispositifs daans lesquels des parties sont soumises à l'usure et nécessitent un remplacement après une période de service. Sur la figure 1, l'indicateur d'usure est représenté comme étant utilisé en association avec un patin 10 en forme générale de disque, maintenu en position en vue d'une coopération par friction avec le disque 11 d'un frein ou embrayage, au moyen de vis 12. Cette application n'est qu'un exemple et de nombreux autres usages de l'invention apparaUtront d'eux-mêmes à l'homme de l'art. Noyé à l'intérieur du patin 10, comme illustré sur les figures 1 à 5, se trouve un tube 13 imperméable au gaz sous pression contenu à l'intérieur de celui-ci, qui est fermé à une extrémité de tube 14 à l'intérieur du patin 10. Le tube 13 est avantageusement constitué d'un matériau plastique qui resiste aux températures engendrées dans le patin 10, suite au contact à friction entre celui-ci et le disque 11. Les moyens pour presser le patin 10 contre le disque 11 sont représentés en 15. Lors du fonctionnement d'un mécanisme de couplage à friction tel que le dispositif de freinage illustré sur les figures, le tube 13 est alimenté en air ou gaz sous pression constante. Comme représenté en figure 1, le tube 13 s'étend au-delà du patin de friction 10 jusqu'à un tube d'alimentation en gaz 16 auquel le tube 13 est relié par un connecteur 17 démontable. - Le tube d'alimentation en gaz est à son tour relié à une source de gaz au travers d'un dispositif de détection de pression (non représenté en détail) logé dans un module d'alarme 18 représenté en général en figure 1. Le module d'alarme inclut des moyens réagissant à la détection d'une chute de pression dans le tube 16 pour produire un signal tel qu'une alarme sonore ou visuelle. Le module d'alarme est illustré comme étant alimenté en énergie électrique par un cAble 19. Le module d'alarme peut ère disposé aussi loin du patin de friction 10 qu'il est souhaité ou exigé pour des raisons de sécurité ou de fonctionnement satisfaisant. Les figures 2 à 5 montrent le fonctionnement de l'indicateur d'usure de l'invention disposé dans un frein. Sur les figures 2 et 3, un nouveau patin 10 est en position. Le tube ou passage 13 est disposé centralement au milieu du patin 10, à mi-chemin entre la face arrière et la face de friction S du patin. Naturellement, l'emplacement du passage à l'intérieur du patin serait en pratique choisi de façon à indiquer une usure du patin 10 correspondant à l'épaisseur minimale acceptable, pour laquelle il y a lieu de procéder au remplacement du patin. Les figures 4 et 5 illustrent la situation dans laquelle l'épaisseur du patin 10 a été réduite par l'usure résultant de la friction. La surface de friction SI du patin usé des figures 4 et 5 a exposé le passage 13 à l'action du disque de friction 11 et du gaz s'échappe depuis l'intérieur du tube, comme représenté en figure 5. Cette fuite de gaz enclenche le détecteur de pression en raison d'une chute de pression de gaz par rapport à la pression constante habituellement maintenue dans le tube 16 et l'alarme se déclenche. Il est alors temps de remplacer le patin 10. La plupart des matériaux modernes de garnitures de friction sont moulés à la forme désirée et l'on comprendra qu'un patin ou autre élément de garniture peut être moulé de façon à inclure le tube 13, noyé dans le matériau de garniture et s'étendant à l'extérieur de celui-ci de façon à être relié, par exemple au moyen du connecteur 17 de la figure 1, à une source de gaz dont la presion est détectée en fonctionnement. On connait plusieurs techniques de fabrication, par moulage ou autre procédé, d'un patin ou autre élément de garniture de friction incluant un tube noyé à l'intérieur. La figure 6 illustre un patin de friction 20 de forme similaire à celle du patin 10, mais pourvu d'un tube 23 qui suit une sorte de trajet en spirale à l'intérieur du patin 20 jusqu'à une extrémité morte 24 située près du centre du patin 20. Cette forme de réalisation de l'invention autorise une usure inégale sur la garniture de friction pour déclencher l'alarme lorsque le tube 23 est ouvert en-un quelconque endroit le long de son trajet dans le patin 20. Le terme "spirale" est utilisé pour indiquer de façon générale un trajet de tube qui tourne vers l'intérieur dans le corps de la garniture de friction pour s'étendre sous une portion de la surface de friction plus grande que dans le cas du tube droit des figures 1, 2 et 4. Comme dans la forme de réalisation décrite précédemment, le tube 23 s'étend au-délà du patin 20 jusqu'à un connecteur 17 et un tube d'alimentation pour gaz sous pression. L'unité d'alarme 28 est représentée comportant une grille de haut- parleur 29 pour une alarme sonore et des voyants 30, 31 pour indiquer la nécessité de remplacer la garniture de friction. Tout autre dispositif indicateur d'alarme approprié pourra naturellement être employé. La figure 7 illustre simplement le tube 23 en pointillés dans une vue latérale du patin 20. REVENDICATIONS 1.- Garniture pour un frein ou un embrayage, formée d'un matériau de friction sujet à l'usure durant son utilisation, caractérisée en ce qu'elle présente un passage interne (13) pourvu de gaz sous pression et des moyens (18) pour détecter une fuite dudit gaz et déclencher un signal lorsque la fuite de gaz provenant dudit passage est détectée. 2.Garniture selon la revendication 1, dans laquelle ledit passage est formé par un tube (13) noyé dans le matériau de friction. - 3.- Garniture selon la revendication 2, dans laquelle ledit tube (13) a une extrémité fermée (14), disposée dans le matériau de friction, et une autre extrémité disposée à l'extérieur de celui-ci et reliée à une source de gaz sous pression (18) et auxdits moyens pour détecter la fuite de gaz. 4.- Garniture selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les moyens (18) pour détecter la fuite de gaz incluent un détecteur de pression. 5.Dispositif pour indiquer l'usure d'un élément sujet à l'usure, caractérisé en ce qu'il comprend un tube (13) noyé et se terminant dans ledit élément, et s'étendant à l'extérieur jusqu'à une source de gaz sous pression (18) de sorte que l'usure de l'élément provoque une ouverture du tube et permet une fuite de gaz à partir de celui-ci. 6.- Dispositif selon la revendication 5, dans lequel le tube (13) est également relié à des moyens de détection de pression de gaz (18) pour déclencher un signal lors de l'ouverture du tube. 7.- Dispositif selon la revendication 6, dans lequel le signal est un signal audible. 8.- Dispositif selon la revendication 6, dans lequel le signal est un signal visible. 9.- Patin en matériau de friction, caractérisé en ce qu'il comporte un tube (13) noyé au-dessous d'une face du patin sujette à usure, ce tube étant alimenté en gaz sous pression. 10.- Patin selon la revendication 9, dans lequel le tube (13) est formé d'un matériau plastique résistant aux hautes températures auxquelles le patin est soumis en utilisation 11.Patin selon la revendication 9, dans lequel le tube (23) suit un trajet en spirale à l'intérieur du matériau de friction.