Brevet FR2795470A1 — publié le 20001229

- 1 - La présente invention est relative à un dispositif de détection d'usure de gar- nitures de friction, notamment de garnitures de plaquettes de frein et à un procédé de thermosoudage d'un tel embout. 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 dis- pose deux plaquettes de freins de part et d'autre d'un disque solidaire de cette roue, pla- quettes 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. On sait que certains dispositifs de détection d'usure de plaquettes de freins comportent un embout qui vient coiffer l'extrémité d'un fil conducteur électrique, ledit embout étant inséré dans un trou ménagé à cet effet dans la garniture de friction assujetti à la plaque-support de cette garniture. L'avantage d'un tel embout réside dans le fait qu'il permet de positionner de façon précise l'extrémité du fil conducteur électrique par rapport à la surface d'usure de la garniture de friction, ce qui garantit une bonne précision dans la détection de l'épaisseur minimale à partir de laquelle il est nécessaire de remplacer la garniture de friction. La réalisation d'un tel embout s'effectue généralement par surmoulage d'une matière plastique à l'extrémité du fil conducteur électrique ou encore par moulage d'un embout ou usinage d'un embout dans une barre de matière plastique, puis insertion et collage du fil à l'intérieur de l'embout. De telles opérations entraînent des coûts de fabrication relativement impor- tants en raison des nombreuses manipulations qu'elles impliquent et également, pour le collage de l'embout, en raison du prix de la colle. De plus, le collage du fil pose des problèmes de positionnement du fil dans -2- l'embout, ledit fil pouvant bouger tant que la prise de la colle n'est pas effectuée. La présente invention vise à fournir un dispositif de détection d'usure de gar- niture de friction qui ne présente pas ces inconvénients et qui est, en outre, d'une réalisa- tion particulièrement simple et économique. La présente invention a pour objet un dispositif de détection d'usure de gar- niture de friction, notamment de plaquette de frein, destiné à être inséré dans un orifice ménagé à cet effet dans une garniture de friction ou assujetti à une plaque-support portant cette garniture, du type comportant un embout creux et un fil conducteur électrique gainé emmanché dans cet embout, caractérisé par le fait que l'embout est thermosoudé sur la gaine du fil conducteur électrique. Selon l'invention, l'embout peut être issu de moulage, par exemple par injec- tion ou compression, ou être obtenu par usinage d'une barre de matière plastique. On comprend que l'embout du dispositif selon l'invention présente l'avantage de pouvoir être mis en place à l'extrémité d'un fil conducteur électrique de façon particu- lièrement simple, puisqu'il suffit d'insérer le fil conducteur électrique à l'intérieur de l'em- bout sans ajout de colle puis de thermosouder l'embout sur le fil. Selon l'invention, l'embout peut être utilisé dans un dispositif de détection d'usure à usure tangentielle ou dans un dispositif de détection d'usure à usure frontale. Selon l'invention, le fil conducteur électrique peut être muni d'une pièce de contact électrique à son extrémité dénudée, par exemple la pièce de contact décrite par la Société demanderesse dans la demande de brevet francais n 93 01838 publiée sous le numéro 2 701 743. Une telle pièce de contact maintient le fil conducteur électrique dans la direc- tion axiale de l'embout et assure un contact électrique franc avec le disque de frein du système de freinage lorsque les plaquettes sont usées. Conformément à l'invention, l'embout thermosoudé est électriquement iso- lant, étanche à l'eau dans tout le domaine de température d'utilisation de la garniture de friction et mécaniquement résistant aux efforts résultant des dilatations de l'âme du fil conducteur électrique également soumise à des variations de température. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, l'embout est réalisé en matière thermoplastique telle que PA (polyamide), PEEK (polyétheréthercétone), PCL (polymère à cristaux liquides), PTFE (polytétrafluoroéthylène). -3- Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, la gaine du fil con- ducteur électrique est constituée par des fibres de verre tressées et revêtues, individuelle- ment ou collectivement, d'une matière plastique telle que du silicone. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la surface latérale externe de l'embout comporte des moyens de retenue dans l'orifice prévu pour son insertion dans la garniture de friction. La présente invention a également pour objet un procédé de thermosoudage d'un embout tel que décrit ci-dessus, caractérisé par le fait qu'il consiste à insérer le fil conducteur électrique dans l'embout et à appliquer l'embout contre un outillage chaud pour provoquer la fusion simultanée de l'embout et de la gaine du fil conducteur électri- que. Selon un premier mode de mise en oeuvre de ce procédé, on applique l'embout contre l'outillage chaud en le déplaçant axialement dans un orifice tronconique de cet ou- tillage. Selon un autre mode de mise en oeuvre, on place l'embout entre deux blocs constituant l'outillage et l'on réuni les deux blocs l'un contre l'autre. Dans le but de mieux comprendre l'invention, on va en décrire maintenant des modes de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs de la portée de l'invention, en référence au dessin annexé dans lequel: - la figure 1 représente un premier embout destiné à être thermosoudé sur un fil conducteur électrique, - la figure 2 représente un deuxième embout destiné à être thermosoudé sur un fil conducteur électrique, - la figure 3 représente un troisième embout destiné à être thermosoudé sur un fil conducteur électrique, - la figure 4 est une vue en perspective d'un demi-outillage de thermosou- dage prévu pour mettre en place l'embout de la figure 1 sur un fil conducteur électrique, - la figure 4A est une vue en coupe selon IVA- IVA de la figure 4, - la figure 5 est une vue en perspective d'un demioutillage permettant le thermosoudage de l'embout de la figure 2 sur un fil conducteur électrique, - la figure SA est une vue en coupe selon VA-VA de la figure 5, - la figure 6 est une vue en perspective d'un demi-outillage pour thermo- -4- souder l'embout de la figure 3 sur le fil conducteur électrique, - la figure 6A est une vue en coupe selon VIA-VIA de la figure 6, - la figure 7 est une vue en perspective de l'embout de la figure 1 et de l'outillage de la figure 4 au début de l'opération de thermosoudage, - la figure 7A est une vue en coupe selon VIIA-VIIA de la figure 7, - les figures 8 à 11 sont des vues en coupe selon A-A de la figure 7, limi- tées au voisinage de l'embout et montrant quatre étapes de l'opération de thermosoudage, - les figures 12 à 15 sont des vues de dessus des figures 8 à 11, - la figure 16 est une vue analogue à la figure 7 illustrant une autre utilisa- tion de l'outillage de thermosoudage, - la figure 16A est une vue en coupe selon XVIA-XVIA de la figure 16. Les embouts 1, 2, 3 représentés sur les figures 1 à 3 comportent chacun une même partie avant 4 (à gauche sur les figures) constituée par un manchon cylindrique 5 obturé par une paroi frontale 6 et muni d'une collerette 7 à l'opposé de cette paroi fron- tale. La paroi frontale 6 est la partie de l'embout qui est destiné à entrer en contact avec le disque (non représenté) d'un système de freinage et à s'user lorsque la garniture de friction du système de freinage atteint un niveau d'usure nécessitant son remplacement. Lorsque tel est le cas, le disque entre en contact électrique avec le fil conduc- teur électrique introduit dans l'embout, ou avec une pièce de contact montée sur l'extré- mité dénudée du fil introduit dans l'embout. La collerette 7 sert d'épaulement lors de l'introduction de l'embout dans un orifice ménagé à cet effet dans une garniture de friction, comme cela est bien connu. La partie arrière 8, 9, 10 de l'embout diffère entre les trois embouts des figu- res 1, 2 et3. Sur la figure 1, cette partie arrière 9 est tronconique. Sur la figure 2, elle est cylindrique 9 et sur la figure 3, elle est cylindrique et fendue 10. Cette partie arrière 8, 9, 10 est destinée à être thermosoudée sur la gaine du fil conducteur électrique introduit dans l'embout. A cet effet, différents outillages peuvent être utilisés. Les figures 4, 5 et 6 représentent des outillages 11, 12, 13 utilisables pour thermosouder les embouts des figures 1, 2 et 3. -5- Chaque outillage comporte deux blocs 14, 15, 16, 17, comme on le voit aux figures 7 et 16, un seul 14, 16, 17 de ces blocs étant représenté en perspective sur les figu- res 4, 5 et 6. Chaque bloc comprend un premier canal longitudinal 18 destiné à recevoir des cartouches chauffantes 19 qui amènent chaque bloc métallique à la température né- cessaire au thermosoudage de l'embout sur la gaine du fil conducteur électrique. Chaque bloc comporte également deux canaux transversaux 20 destinés à re- cevoir des barres de guidage 21 grâce auxquelles les deux blocs de l'outillage peuvent s'écarter ou se rapprocher en demeurant dans l'alignement l'une de l'autre. Sur sa face en regard de l'autre bloc, chaque bloc comporte une dégagement demi-cylindrique 22 de grand diamètre débouchant sur sa face inférieure 23, laissant sur la face supérieure 24 une paroi 25 d'épaisseur légèrement inférieure à la longueur de la partie arrière 8, 9, 10 (à thermosouder) de l'embout. Dans cette paroi, est ménagée une gorge 26, 27, 28 dont la forme correspond à celle de la partie arrière de l'embout 1, 2, 3. Sur la figure 4, cette gorge 26 est demi-conique. Elle est demi-cylindrique 27 sur la figure 5. Sur la figure 6, elle comporte, d'une part, une partie supérieure demiconique dirigée vers le haut et s'étendant sur la majeure partie de l'épaisseur de la paroi, d'autre part, une partie inférieure demi-conique dirigée vers le bas. Ces deux parties demi-coni- ques 28 en opposition forment un étranglement. Lorsque les deux blocs de chaque outillage sont réunis, les gorges en regard délimitent un orifice 29 reliant la face supérieure 24 de l'outillage au dégagement cylin- drique 22 de la face inférieure 23. On va maintenant décrire, en référence aux figures 8 à 15, un premier procédé de thermosoudage de l'embout sur la gaine du fil conducteur électrique. Chaque bloc de l'outillage est chauffé par insertion d'une cartouche chauffante 19 dans son canal transversal 18. Comme on le voit à la figure 8, le fil conducteur électrique 30 muni à son ex- trémité dénudée d'une pièce de contact 31 est emmanché dans l'embout. L'ensemble ainsi préparé est engagé par la face inférieure 23 de l'outillage entre ses deux blocs séparés, jusqu'à ce que la collerette 7 de l'embout arrive au-dessus de -6- la paroi supérieure 24 de l'outillage, tandis que la partie du fil conducteur 30 sortant de l'embout se trouve entre les gorges 26 et dégagements 22 en regard des deux blocs, comme représenté aux figures 9 et 13. Les deux blocs 14, 15 sont ensuite rapprochés l'un de l'autre. Lors de ce rapprochement, les barres de guidage 21 assurent une mise en re- gard précise des deux gorges 26 qui reconstituent l'orifice tronconique 29 enfermant l'ex- trémité inférieure de l'embout. Le fil 30, emprisonné dans cet orifice tronconique, est libre d'y coulisser axialement du fait que le diamètre externe de sa gaine 32 est plus petit que celui de l'ori- fice 29. L'outillage étant maintenu dans cette position, on déplace l'embout axialement vers l'outillage, ce qui amène sa partie arrière 8 au contact des parois de l'orifice 29, comme on le voit sur la figure 10, puis on applique une pression sur l'embout pour l'en- foncer dans l'orifice 29 jusqu'à ce que la collerette 7 vienne s'appuyer contre la face supé- rieure 24 de l'outillage. L'extrémité arrière de l'embout est portée, par contact avec les parois chaudes de l'orifice, à sa température de fusion et elle se déforme en s'écrasant sur la gaine 32 du fil conducteur électrique, laquelle est, par conduction, également portée à sa température de fusion. La matière constituant l'embout qui est fondue sous l'effet de la chaleur flue dans le petit volume 33 laissé entre l'embout dans sa forme initiale et l'outillage. A l'issue d'un intervalle de temps relativement court, les deux blocs sont sépa- rés l'un de l'autre (comme représenté à la figure 15), l'embout étant maintenu entre les deux blocs de sorte que l'embout et la gaine du fil ne se trouvent plus au contact de l'ou- tillage, ce qui leur permet de refroidir et de durcir en se soudant l'un à l'autre. L'embout et le fil conducteur thermosoudés sont ensuite retirés de l'outillage. Dans le mode de réalisation illustré par les figures 16 et 16A, on met en oeu- vre un deuxième procédé pour thermosouder l'embout sur la gaine du fil conducteur électrique. Au début de l'opération de thermosoudage, l'embout est positionné entre les deux blocs séparés de l'outillage avec sa collerette 7 à hauteur de la face supérieure 24 des deux blocs, comme on le voit à la figure 16A. -7- La partie arrière 8 de l'embout se trouve donc en regard des deux gorges 26 des blocs et dépasse, au-delà des gorges, en regard des évidements demi-cylindriques de grand diamètre. Le rapprochement l'un vers l'autre des deux blocs, guidés par les barres de guidage 21, provoque l'écrasement de la partie arrière. L'embout 1 et la gaine 32 fusionnent comme précédemment décrit et les deux blocs sont à nouveau écartés pour permettre au soudage de se réaliser. Ce procédé est notamment adapté au thermosoudage des embouts des figures 2 et 3. Il est bien entendu que les modes de réalisations qui viennent d'être décrits ne présentent aucun caractère limitatif et qu'ils pourront recevoir toutes modifications dési- rables sans sortir pour cela du cadre de l'invention. -8- REVENDICATIONS 1. Dispositif de détection d'usure de garniture de friction, notamment de plaquette de frein, destiné à être inséré dans un orifice ménagé à cet effet dans une garni- ture de friction ou assujetti à une plaque-support portant cette garniture, du type compor- tant un embout creux (1, 2, 3) et un fil conducteur électrique (30) gainé emmanché dans cet embout, caractérisé par le fait que l'embout (1, 2, 3) est thermosoudé sur la gaine (32) du fil conducteur électrique. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'embout (1, 2, 3) est issu de moulage, par exemple par injection ou compression. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'embout (1, 2, 3) est obtenu par usinage d'une barre de matière plastique. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'embout est réalisé en matière thermoplastique telle que polyamide, polyéthe- réthercétone, polymère à cristaux liquides, polytétrafluoroéthylène. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le fil conducteur électrique (30) est muni d'une pièce de contact électrique (31) à son extrémité dénudée. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la gaine du fil conducteur électrique est constituée par des fibres de verre tres- sées et revêtues, individuellement ou collectivement, d'une matière plastique telle que du silicone. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'embout thermosoudé est électriquement isolant, étanche à l'eau dans tout le domaine de température d'utilisation de la garniture de friction et mécaniquement résis- tant aux efforts résultant des dilatations de l'âme du fil conducteur électrique également soumise à des variations de température. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que la surface latérale externe de l'embout comporte des moyens de retenue dans un orifice prévu pour son insertion dans la garniture de friction. 9. Procédé de thermosoudage d'un embout d'un dispositif de détection d'usure de garniture de friction selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractéri- sé par le fait qu'il consiste à insérer le fil conducteur électrique (30) dans l'embout (1, 2, -9- 3) et à appliquer l'embout contre un outillage chaud (11) pour provoquer la fusion simul- tanée de l'embout et de la gaine (32) du fil conducteur électrique (30). 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé par le fait qu'on applique l'embout (1) contre l'outillage chaud (11) en le déplaçant axialement dans un orifice tron- conique (29) de cet outillage. 11. Procédé selon la revendication 9, caractérisé par le fait qu'on applique l'embout en le plaçant entre deux blocs (14, 15) constituant l'outillage (11) et qu'on réunit les deux blocs l'un contre l'autre.