Brevet FR2688561A1 — publié le 19930917

La présente invention est relative à un procédé pour réaliser un dispositif de détection d'usure de garnitures de friction et à un dispositif obtenu par mise en oeuvre de ce procédé. Dans de nombreux domaines techniques, notamment pour la réalisation de systèmes de freinage de véhicules, on utilise des garnitures de friction qui sont destinées à venir au contact de pièces en mouvement pour en réduire la vitesse par frottement. Par exemple, pour réaliser un frein à disque sur une roue de voiture, on dispose deux plaquettes de freins de part et d'autre d'un disque solidaire de cette roue, plaquettes qui sont susceptibles, lors du freinage, d'être comprimées sur celui-ci pour diminuer sa vitesse de rotation par frottement. Bien entendu, ce fonctionnement s'accompagne de l'usure des plaquettes et il est nécessaire de remplacer ces dernières dès que l'épaisseur de leur garniture devient trop faible. Pour détecter l'usure des garnitures de friction, on connaît des dispositifs de détection d'usure qui, reliés à un circuit électrique, permettent de signaler le moment à partir duquel il s'avère nécessaire de procéder au remplacement des plaquettes. Selon un procédé connu pour réaliser de tels dispositifs, on forme dans une paroi latérale d'une garniture de friction, un trou, d'axe sensiblement parallèle à la surface d'usure de la garniture, et l'on insère dans ce trou l'extrémité d'un conducteur électrique gainé que l'on maintient en position par collage. De cette manière, le disque qui frotte sur la plaquette arrive nécessairement au contact de 1 'âme conductrice du fil au bout d'un certain temps d'utilisation Ce contact ferme un circuit électrique, ce qui déclenche un signal indicateur de l'usure des plaquettes. Un tel dispositif présente cependant l'inconvénient majeur qu'il est d'une fiabilité limitée dans la mesure o la gaine du fil inséré dans la plaquette est elle-même vulnérable aux intempéries, aux échauffements très importants subits par la garniture et aux déformations internes de l'âme de son fil conducteur électrique soumise à d'importantes variations de températures. Le fil conducteur doit comporter une gaine qui soit à la fois étanche à l'eau, résistante à la traction et capable de supporter d'importantes élévations de température La réunion de ces trois propriétés est un problème délicat, les produits étanches à l'eau qui supportent des températures élevées n'étant généralement pas résistants à la traction. -2- De brutales manipulations du dispositif ou des conditions d'utilisation rigoureuses peuvent cependant conduire à des tractions importantes et à la détérioration du fil. La détérioration du fil peut avoir pour conséquence la génération de parasites électriques qui gânent en particulier le fonctionnement des autoradios. La présente invention vise à proposer un procédé pour réaliser un dispositif de détection d'usure de garnitures de friction qui résout les inconvénients mentionnés ci-dessus tout en fournissant un dispositif fiable et durable, dont la mise en oeuvre est en outre simple et économique. La présente invention a pour objet un procédé pour réaliser un dispositif de détection d'usure de garnitures de friction, notamment de garnitures de plaquettes de freins, selon lequel sur une paroi latérale d'une garniture de friction, on réalise un trou d'axe sensiblement parallèle à la surface d'usure de la garniture et l'on insère dans ce trou l'extrémité d'un fil conducteur électrique gainé que l'on maintient en position par collage, caractérisé par le fait qu'avant d'insérer le fil conducteur électrique gainé dans ledit trou, on obture l'extrémité de sa gaine à l'aide d'un moyen de bouchage, électriquement isolant et étanche à l'eau. Le dispositif de détection d'usure réalisé selon ce nouveau procédé se révèle d'une plus grande fiabilité que ceux obtenus par la mise en oeuvre des procédés connus. En effet, selon l'invention, l'extrémité du fil conducteur se trouve parfaitement isolée, évitant tout contact électrique intempestif entre son âme conductrice et l'extérieur qui serait susceptible d'engendrer par exemple des parasites dans les autoradios. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, on obture l'extrémité de la gaine du fil conducteur électrique en la recouvrant d'un capuchon, électriquement isolant et étanche à l'eau dans tout le domaine de température d'utilisation de la garniture, et mécaniquement résistant aux efforts résultant des dilatations de l'âme du fil conducteur électrique également soumise à des variations de températures. Le capuchon électriquement isolant utilisé selon ce mode de réalisation remplit les deux fonctions suivantes. En premier lieu, il réalise l'isolation de l'extrémité du fil conducteur électrique introduite dans la garniture. En second lieu, il maintient en position l'âme de ce conducteur électrique, en s'opposant à son retrait, qui résulte des -3- variations de longueurs qu'elle subit sous l'effet des variations de températures. Avantageusement, le capuchon est réalisé en un polymère à cristaux liquides tel que par exemple celui connu sous le nom de Vectra commercialisé par la Société Hoechst. Un tel polymère à cristaux liquides est particulièrement avantageux en raison de ses qualités d'isolant, de sa capacité à supporter des températures d'utilisation en continu de l'ordre de 320 'C et de sa grande résistance mécanique aux chocs. Un autre matériau utilisable pour réaliser un capuchon selon l'invention peut être un matériau constitué de fibres aramide, par exemple celui connu sous le nom de Kevlar. Selon une première variante, le capuchon est maintenu en place par collage. Selon une seconde variante, le capuchon est surmoulé directement sur l'extrémité du fil conducteur électrique. Selon un second mode de réalisation de l'invention, on obture l'extrémité de la gaine du fil conducteur électrique en déposant une goutte de résine durcissable, stable et isolante électriquement dans tout le domaine de température d'utilisation de la garniture. Selon ce second mode de réalisation de l'invention, seule l'extrémité de la gaine est obturée et c'est toute l'extrémité du fil conducteur électrique gainé qui est introduite dans le trou latéral de la garniture, et qui est maintenue par collage. Conformément à une variante préférée de ce second mode de réalisation, la résine qui obture l'extrémité de la gaine du fil conducteur électrique gainé est une résine époxy ou un cyanocrylate. La présente invention a également pour objet un dispositif de détection d'usure de garnitures de friction, notamment de garnitures de plaquettes de freins, du type comportant un fil conducteur électrique gainé inséré dans un trou réalisé dans une paroi latérale d'une garniture, caractérisé par le fait qu'il est réalisé par mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus. Dans le but de mieux faire comprendre l'invention, on va en décrire maitenant deux mode de réalisation donnés à titre d'exemple et sans aucun caractère limitatif en référence au dessin schématique annexé dans lequel: la figure 1 représente une vue en perspective d'un premier mode de réalisation de l'invention, la figure 2 est une vue en coupe selon II-II de la figure 1, -.4- la figure 3 représente un second mode de réalisation de l'invention et, la figure 4 représente une vue en coupe selon IV-IV de la figure 3. Sur la figure 1, une plaque support 1 et une garniture de friction 2 solidaire de cette plaque-support constituent un ensemble du type plaquette de freins à disques. Sur une paroi latérale 3 de la garniture 2, un trou 4 a été réalisé de sorte que son axe soit sensiblement parallèle à la surface d'usure 5 de la garniture 2. Conformément à l'invention, un fil conducteur électrique gainé 6 comportant une âme conductrice 7 et une gaine en matière plastique isolante 8 est introduit dans le trou latéral 4, son extrémité étant obturée à l'aide d'un moyen de bouchage. Dans le mode de réalisation représenté ici, le moyen de bouchage est constitué par un capuchon 9 électriquement isolant et étanche à l'eau dans tout le domaine de température d'utilisation de la garniture. En outre, ce capuchon 9 est mécaniquement résistant aux efforts résultant des dilatations de l'âme 7 du fil conducteur électrique 6 soumis à des variations de températures transmises par l'échauffement de la garniture 2 lors du freinage. Dans le présent mode de réalisation, le capuchon 9 est réalisé en polymère connu sous le nom de Vectra. Un tel capuchon est susceptible de résister à des températures de l'ordre de 250 'C pendant plusieurs heures sans subir aucune dégradation. Des tests ont permis de montrer qu'il est capable de supporter des élévations de températures avoisinant les 300 'C pendant plusieurs minutes et même des températures de l'ordre de 350 'C pendant des courtes pointes d'environ 10 à 15 minutes, durées qui correspondent à des durées moyennes de freinage puissant. Le capuchon 9 est maintenu sur le fil 7 par collage. A l'extrémité du fil conducteur électrique 6, on a placé un connecteur 10 dont le rôle est de maintenir serrées les fibres métalliques de l'âme 7, afin d'éviter leur effilochage lors de l'introduction du manchon 9 au moment du collage de ce dernier. Sur les figures 3 et 4, on a représenté un second mode de réalisation de l'invention. -5.- Ici, la plaque-support 1, la garniture 2, le fil conducteur électrique gainé 6 sont désignés par les mêmes chiffres de référence que dans le mode de réalisation précédemment décrit. Conformément à ce second mode de réalisation de l'invention, le fil conducteur électrique gainé 6 comporte à son extrémité une goutte de résine Il du type résine époxy, qui doit être utilisable à haute température. Par exemple, elle supporte des élévations de températures jusqu'à 4000 pendant plusieurs heures. Le dépôt de cette goutte de résine peut être par exemple réalisé à l'aide d'une machine à dispenser. De préférence, on laisse gélifier le produit à température ambiante et on termine sa réticulation à température élevée. En cours de réticulation, la résine pénètre dans l'extrémité de la gaine par capillarité Ainsi, elle durcit en étant intimement solidarisée avec cette dernière, ce qui constitue à l'extrémité du fil un embout étanche à l'eau et résistant à de fortes élévations de températures. Par ailleurs, la gaine 8 du fil conducteur électrique gainé 6 est ellemême susceptible de se détériorer, en particulier dans le second mode de réalisation décrit, notamment en raison des variations de température qu'elle subit et des dilatations de l'âme conductrice 7 qu'elle renferme. La gaine 8 représentée sur le dessin est composée de fibres de verre revêtues individuellement d'un produit à base de silicone qui sont tressées entre elles pour constituer la gaine 8. Dans une variante de ce mode de réalisation, la gaine ainsi obtenue est également revêtue dans sa totalité d'un produit à base de silicone. On peut à cet effet utiliser du silicone pur ou une résine silicone qui peut être composée par exemple de silicone pur et d'un vernis acrylique. Des tests appliqués sur cette gaine suivant la norme NFR 13 414 et NFR 13 415 ont révélé d'excellentes qualités d'isolant alliées à une bonne haute température ainsi qu'à une résistance mécanique importante, miême après plusieurs jours d'immersion dans l'eau ou après chauffage à 250 'C pendant quelques heures. En particulier, on a observé que dans ces conditions de préchauffage et d'immersion dans l'eau, un fil conducteur électrique rev tu d'une telle gaine présente une tension de claquage de l'ordre de 4 KV, valeur qui est quatre fois supérieure à la valeur requise par la norme susmentionnée. 6 - Il est bien entendu que les modes de réalisation qui ont été décrits ici sont donnés à titre d'exemples et sans caractère limitatif de la portée de l'invention et qu'ils pourront recevoir toutes modifications désirables sans sortir pour cela du cadre de l'invention. 7- REVENDICATIONS 1 Procédé pour réaliser un dispositif de détection d'usure de garnitures de friction, notamment de garnitures de plaquettes de freins, selon lequel, sur une paroi latérale d'une garniture de friction, on réalise un trou d'axe sensiblement parallèle à la surface d'usure de la garniture, et l'on insère dans ce trou l'extrémité d'un fil conducteur électrique gainé que l'on maintient en position par collage, caractérisé par le fait qu'avant d'insérer le fil conducteur électrique gainé ( 6) dans ledit trou ( 4), on obture l'extrémité de sa gaine ( 8) à l'aide d'un moyen de bouchage ( 9,11) électriquement isolant et étanche à l'eau. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on obture l'extrémité de la gaine ( 8) du fil conducteur électrique ( 6) en la recouvrant d'un capuchon ( 9) électriquement isolant, étanche à l'eau dans tout le domaine de températures d'utilisation de la garniture ( 2), et mécaniquement résistant aux efforts résultants des dilatations de l'âme ( 7) du fil conducteur électrique ( 6) également soumise à des variations de température. 3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le capuchon ( 9) est constitué par un polymère à cristaux liquides. 4 Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que le capuchon ( 9) est maintenu par collage à l'extrémité du fil conducteur électrique gainé ( 6). Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que le capuchon ( 9) est réalisé par surmoulage de l'extrémité du fil conducteur électrique gainé ( 6). 6 Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on obture l'extrémité de la gaine du fil conducteur électrique ( 6) en déposant une goutte ( 11) de résine durcissable, stable et isolante électriquement dans tout le domaine de températures d'utilisation de la garniture ( 2). 7 Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que ladite résine est une résine époxy ou un cyanocrylate. 8 Dispositif de détection d'usure de garnitures de friction, notamment de garnitures de plaquettes de freins, du type comportant un fil conducteur électrique gainé inseré dans un trou réalisé dans une paroi latérale d'une garniture, caractérisé par le fait qu'il est réalisé par mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7. -8- 9 Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que la gaine ( 8) du fil conducteur électrique ( 6) est composée de fibres de verre revêtues individuellement d'un produit à base de silicone, les fibres étant tressées entre elles pour constituer la gaine. 10 Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que la gaine ( 8) constituée de fibres de verre tressées revêtues individuellement d'un produit à base de silicone est également revêtue dans sa totalité d'un produit à base de silicone. 11 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé par le fait que le produit à base de silicone est du silicone pur ou une résine silicone qui peut être composée par exemple de silicone pur et d'un vernis acrylique.