Brevet FR2965872A1 — publié le 20120413

DETECTEUR D'USURE D'UNE GARNITURE DE FRICTION Domaine de l'invention L'invention concerne un détecteur d'usure d'une garniture de friction. L'invention a pour but de faciliter le contrôle de l'état d'usure des garnitures de friction d'un disque pour embrayages ou pour freins d'un véhicule. L'invention concerne le domaine des véhicules automobiles et nautiques. L'invention s'applique plus particulièrement aux domaines des embrayages à disque de friction, des freins à disques ou des freins à tambour. Etat de la technique et problèmes techniques rencontrés Il est connu qu'un véhicule est équipé d'un embrayage permettant d'accoupler un arbre moteur du moteur du véhicule à un arbre d'une boîte de vitesses. Généralement, l'embrayage comporte un volant moteur, un disque d'embrayage et un plateau de pression. Le volant moteur est solidaire de l'arbre moteur. Le disque d'embrayage est solidarisé en rotation à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses. Le plateau de pression assure l'adhérence du disque d'embrayage sur le volant moteur en position embrayée. Le disque comporte sur chacune de ses faces une garniture de friction. Le volant moteur est destiné à être appliqué contre une première garniture de friction et le plateau de pression est destiné à être appliqué contre une deuxième garniture de friction. Au bout d'un certain temps d'utilisation d'un tel embrayage, les garnitures de friction finissent par s'user. Pour déterminer l'état d'usure d'une garniture de friction d'un embrayage, il est connu de démonter l'embrayage du véhicule. Cette étape de démontage implique souvent le démontage du moteur ce qui est, non seulement fastidieux, mais implique également un coût élevé de main- d'ceuvre pour vérifier seulement un état d'usure des garnitures de friction d'embrayage. Il est connu des détecteurs d'usure de garniture de friction qui ne nécessitent pas le démontage de l'embrayage du véhicule. Plus précisément, il est connu un dispositif d'indication d'usure pour disque d'embrayage. Le capteur utilisé est un capteur de distance et un témoin est situé dans une épaisseur de la garniture de friction. Plus la garniture de friction s'use et plus le témoin s'éloigne du capteur, ce qui indique le niveau d'usure de la garniture de friction du disque. Des dispositifs de ce type sont décrits notamment dans les documents DE2916807A1 et FR 2761740 Le problème posé par ces types de dispositifs est qu'ils sont coûteux à réaliser. De plus, leur mise en place est fastidieuse et compliquée. Exposé de l'invention L'invention vise à résoudre ces problèmes en insérant un témoin d'usure dans l'épaisseur de la garniture de friction, ledit témoin d'usure restant indétectable du capteur d'usure tant que la garniture de friction n'est pas usée d'une épaisseur prédéterminée. Par épaisseur prédéterminée, on entend une épaisseur au-delà de laquelle il est considéré que la garniture de friction est usée et qu'elle doit être remplacée. Plus précisément, dans l'invention, le témoin d'usure est d'abord camouflé, c'est-à-dire qu'il n'est pas visible par le capteur du témoin d'usure lorsque la garniture de friction est neuve. Au bout d'un certain temps d'utilisation de la garniture de friction, la garniture de friction s'use, ce qui se caractérise par une diminution de l'épaisseur de la garniture de friction. C'est seulement au bout d'une certaine épaisseur d'usure de la garniture de friction que le témoin d'usure devient visible par le capteur de témoin d'usure. L'invention permet avantageusement d'éviter de devoir démonter l'embrayage du véhicule. L'invention permet également la détection de l'usure d'une garniture de friction en l'absence de contact avec une pièce rotative à freiner et de connaître le degré d'usure de la garniture de friction par détection du témoin d'usure à partir d'une certaine épaisseur de garniture de friction usée. L'invention permet également avantageusement de permettre la détection de l'usure d'une garniture de friction sans nécessiter d'activer l'embrayage. Par activer l'embrayage on entend appuyer sur la pédale d'embrayage afin de désolidariser l'arbre moteur d'un arbre de la boîte de vitesses. L'invention a donc pour objet un détecteur d'usure d'une garniture de 35 friction, notamment pour disque d'embrayage d'un véhicule, ladite garniture de friction étant d'une première épaisseur et étant fixée par une première de ses faces à un support et étant destinée à coopérer par sa seconde face, opposée à la première, avec une face d'une pièce rotative en vue de freiner ou bloquer la rotation de ladite pièce, ledit détecteur comportant - un témoin d'usure de la garniture de friction disposé dans la première épaisseur de la garniture de friction, et - un capteur d'usure apte à détecter le témoin d'usure, ledit capteur étant relié à un tableau de bord du véhicule pour informer de l'état d'usure de la garniture de friction via la détection du témoin d'usure, caractérisé en ce que - la garniture de friction comporte une encoche formée à partir de la seconde face sur une partie de la première épaisseur de ladite garniture de friction, le témoin étant logé au fond de ladite encoche tout en étant situé à un endroit de la garniture de friction correspondant à un niveau d'usure critique de la garniture de friction, et - le capteur d'usure est positionné par rapport au témoin d'usure de telle sorte que le capteur d'usure détecte le témoin lorsque le témoin est à découvert après usure de la garniture de friction par frottement de la pièce rotative contre la garniture de friction. Par niveau d'usure critique, on entend épaisseur restante de la garniture de friction, en dessous de laquelle il est fortement conseillé de remplacer ladite garniture par une nouvelle garniture de friction. Le témoin étant logé au fond de l'encoche, l'épaisseur restante de la garniture de friction est égale à une épaisseur de la garniture de friction entre le fond de l'encoche et la pièce rotative et à une épaisseur du témoin d'usure. L'épaisseur de la garniture, l'épaisseur restante, l'épaisseur du témoin d'usure sont chacun mesuré le long d'un axe qui est parallèle à un axe de rotation de la pièce rotative. L'invention présente en outre les caractéristiques suivantes - le témoin est formé par un aimant et le capteur forme un capteur électromagnétique, le capteur étant apte à détecter le témoin dès que la garniture de friction s'est usée de la première épaisseur. - le capteur est placé au regard de la garniture de friction à l'endroit où se situe le témoin et le long d'un axe qui est parallèle à un plan dans lequel s'étend la garniture de friction. - le témoin est monté fixé sur un moyen de fixation de la garniture de friction au support. L'invention a aussi pour objet un véhicule comprenant le détecteur d'usure précédemment décrit. L'invention a enfin pour objet un embrayage à disque de friction comprenant le détecteur d'usure précédemment décrit. Brève description des figures L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci ne sont présentées qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. Les figures montent : - Figure 1 : Une représentation schématique d'un embrayage comprenant un détecteur d'usure, selon un mode de réalisation de l'invention, et - Figure 2: Une représentation schématique d'une partie de l'embrayage représenté figure 1 et comprenant le détecteur d'usure, selon un mode de réalisation de l'invention. Description de l'invention On note, dès à présent, que les figures ne sont pas à l'échelle. La figure 1 illustre un détecteur d'usure 1 d'un disque d'un embrayage, selon un mode de réalisation de l'invention. Le disque comporte une partie centrale 2 et deux garnitures de friction 3 et 4. La partie centrale 2 est une pièce rotative qui présente une section circulaire plate. La partie centrale 2 présente une première face 5 et une deuxième face 6, la deuxième face 6 étant opposée et parallèle à la première face 5. La garniture de friction 3 est montée fixée sur la première face 5 de la partie centrale 2 et la garniture de friction 4 est montée fixée sur la deuxième face 6 de la partie centrale 2. Chacune des garnitures de frictions 3,4 présente deux faces. Dans l'exemple de la garniture de friction 3, elle comporte une troisième face 7 et une quatrième face 8, ladite quatrième face 8 étant opposée à la troisième face 7. La garniture de friction 3 est destinée à être fixée à la partie centrale 2 par accolement de la face 7 contre la face 5. La quatrième face 8 est destinée à être placée en appui contre une pièce animée d'un mouvement de rotation tel un plateau de pression 9. La garniture de friction 4 est également destinée à être fixée à la partie centrale 2 par accolement d'une face de la garniture de friction 4 et de la face 6 de la partie centrale 2. L'autre face opposée de la garniture de friction 4 est quant à elle destinée à être placée en appui contre un volant moteur 10. Chacune des garnitures de friction 3 et 4 présente une épaisseur E1 mesurée le long d'un axe qui est parallèle à un axe central 11 de rotation de la partie centrale 2. Cette épaisseur E1 est une épaisseur de la garniture de friction dans un état dit neuf. L'embrayage comporte également le plateau de pression 9 et le volant moteur 10. Le plateau de pression 9 et le volant moteur 10 sont destinés à s'accoupler l'un avec l'autre en venant respectivement s'accoler à la garniture de friction 3 et à la garniture de friction 4. Le plateau de pression 9 est solidarisé en rotation à un arbre d'entrée 12 d'une boîte de vitesses 13. Le volant moteur 10 est solidaire d'un arbre moteur 14. Lorsque le véhicule est en position embrayée, le plateau de pression 9 et le volant moteur 10 sont accouplés l'un avec l'autre en étant accolés à une garniture de friction correspondante. Lorsque le véhicule est en position débrayée, le plateau de pression 9 et le volant moteur 10 sont désaccouplés. Le plateau de pression 9 et le volant moteur 10 sont alors écartés de la garniture de friction au regard de laquelle ils sont situés. Pendant leurs déplacements, le plateau de pression 9 et le volant moteur 10 coulissent en translation longitudinalement par rapport à l'axe central 11. Le détecteur 1 est formé par un témoin d'usure 15 de garniture de friction et par un capteur d'usure 16. Dans un exemple préféré de l'invention, le témoin d'usure 15 peut être un aimant et le capteur d'usure 16 peut être un capteur électromagnétique capable de détecter la présence de l'aimant formé par le témoin d'usure 15. Le capteur d'usure 16 peut être monté fixé sur un support de la boîte de vitesse 13. D'autres supports peuvent convenir comme par exemple un support de carter du bloc moteur (non représenté). Le capteur d'usure 16 est fixé à un endroit situé en regard du témoin d'usure 15, le long d'un axe 17 qui s'étend parallèlement par rapport à un plan dans lequel s'étend la garniture de friction 3 et qui est perpendiculaire à l'axe de rotation 11. L'une au moins des garnitures de friction 3, 4 comporte au moins un témoin d'usure 15. Dans l'exemple illustré figure 2, la garniture 3 comporte le témoin d'usure 15 qui est logé dans la première épaisseur E1 de la garniture 3. Plus précisément, le témoin d'usure 15 est logé dans une encoche 18. L'encoche 18 est formée au travers de la première épaisseur E1 de la garniture 3 et s'étend sur une deuxième épaisseur E2. L'épaisseur E2 est également mesurée le long d'un axe qui est sensiblement parallèle à l'axe central 11. Le témoin 15 est situé à un fond 19 de cette encoche 18. Le fond 19 de l'encoche 18 est un endroit proche de la face 7 et éloigné de la face 8. L'encoche 18 est creusée à partir de la face 8 de la garniture de friction 3, sur une épaisseur E2. Le témoin 15 peut être monté fixé dans l'encoche 18 sur un rivet 20 comme illustré figures 1 et 2. Le rivet 20 peut servir à fixer la garniture de friction 3 sur la partie centrale 2. Par exemple, le rivet 20 est monté fixé par vissage dans une épaisseur de la partie centrale 2. Le témoin 15 peut être fixé sur une tête 21 du rivet 20. Dans ce cas, la tête 21 du rivet 20 est placée en appui contre le fond 19 de l'encoche 18. Dans cet exemple illustré figure 2, le témoin d'usure 15 est alors placé sur la tête du rivet 20. L'épaisseur de la garniture 3 à user afin de rendre visible le témoin d'usure 15 par le capteur d'usure 16 est l'épaisseur E3. L'épaisseur E3 est égale à l'épaisseur E1 moins celle de la tête 21 du rivet 20 et celle du témoin d'usure 15. L'usure est liée aux frottements existants entre le plateau de pression 9 et la garniture de friction 3 au moment où il se produit un accouplement ou un désaccouplement entre le plateau de pression 9 et le volant moteur 10. L'épaisseur E3 est également mesurée le long de l'axe qui est parallèle à l'axe de rotation 11 central. Dans une variante, le témoin 15 peut être monté fixé dans l'encoche 18 par collage. Dans ce cas, l'épaisseur de la garniture 3 à user, afin de rendre visible le témoin 15 par le capteur d'usure 16, correspond à l'épaisseur E1 moins celle du témoin d'usure 15. L'épaisseur du témoin d'usure 15 est également mesurée le long d'un axe qui est parallèle à l'axe de rotation 11 central. Le capteur d'usure 16 est relié à un tableau de bord 22 par l'intermédiaire de moyens de liaison 23. Ces moyens de liaison 23 peuvent être des fils électriques ou tout autre moyen de liaison. Le détecteur d'usure 1 fonctionne de la manière suivante. Au fur est à mesure que la garniture de friction 3 s'use, l'épaisseur E1 de la garniture de friction 3 diminue. Tant que l'encoche 18 est encore présente, le témoin d'usure 15 reste caché vis-à-vis du capteur d'usure 16. Lorsque l'encoche 18 disparaît au point que le témoin d'usure 15 devient visible par le capteur d'usure 16, le capteur d'usure 16 transmet alors l'information au tableau de bord 22 qui émet un signal d'avertissement au conducteur ou à un opérateur. La garniture de friction 4 peut également comporter un témoin d'usure semblable au témoin d'usure 15 et qui serait logée dans une encoche 24 telle que représentée en traits pointillés figure 2 et formée dans l'épaisseur de ladite garniture de friction 4. De préférence, le témoin d'usure 15 est positionné à un endroit de la garniture de friction 3 qui s'use le plus, par exemple à une périphérie externe de ladite garniture de friction 3. Le capteur d'usure 16 peut être placé et positionné en un endroit approprié à l'intérieur du carter d'embrayage, où il n'interfère pas avec d'autres composants. Le capteur d'usure 16 du témoin d'usure 15 peut être vissé ou collé sur le support de la boîte de vitesses. L'endroit où est fixé le capteur d'usure 16 est de préférence choisi de telle manière qu'il est facilement accessible, de telle manière que sa déconnection ou sa connexion s'effectue facilement. On cherche une place accessible sans devoir démonter autre chose. Le plateau de pression 9 présente au moins une ouverture (non représentée) et l'on s'arrange pour que le capteur d'usure 16 du témoin d'usure 15 soit situé au regard de cette ouverture de telle sorte que l'endroit de la garniture de friction 3 qui présente l'encoche 18 ou qui présente le témoin d'usure 15 soit placé en regard du champ électro-magnétique du capteur d'usure 16. REVENDICATIONS1 - Détecteur d'usure (1) d'une garniture de friction (3,4), notamment pour disque d'embrayage d'un véhicule, ladite garniture de friction étant d'une première épaisseur (E1) et étant fixée par une première de ses faces (7) à un support (2) et étant destinée à coopérer par sa seconde face (8), opposée à la première, avec une face d'une pièce rotative (9,10) en vue de freiner ou bloquer la rotation de ladite pièce, ledit détecteur comportant - un témoin d'usure (15) de la garniture de friction disposé dans la première épaisseur de la garniture de friction, et - un capteur d'usure (16) apte à détecter le témoin d'usure, ledit capteur étant relié à un tableau de bord (22) du véhicule pour informer de l'état d'usure de la garniture de friction via la détection du témoin d'usure, caractérisé en ce que - la garniture de friction comporte une encoche (18) formée à partir de la seconde face sur une partie de la première épaisseur de ladite garniture de friction, le témoin étant logé au fond de ladite encoche tout en étant situé à un endroit de la garniture de friction correspondant à un niveau d'usure critique de la garniture de friction, et - le capteur d'usure est positionné par rapport au témoin d'usure de telle sorte que le capteur d'usure détecte le témoin lorsque le témoin est à découvert après usure de la garniture de friction par frottement de la pièce rotative contre la garniture de friction. 2 - Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le témoin est formé par un aimant et le capteur d'usure forme un capteur électromagnétique, le capteur d'usure étant apte à détecter le témoin dès que la garniture de friction s'est usée de la première épaisseur. 3 - Détecteur selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le capteur d'usure est placé au regard de la garniture de friction à l'endroit où se situe le témoin et le long d'un axe qui est parallèle à un plan dans lequel s'étend la garniture de friction. 4 - Détecteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le témoin est monté fixé sur un moyen de fixation de la garniture de friction au support. 5 - Véhicule comprenant le détecteur d'usure selon l'une des revendications 1 à 4. 6 - Embrayage à disque de friction comprenant le détecteur d'usure selon l'une des revendications 1 à 4.10