Brevet FR2661473A1 — publié le 19911031

L'invention concerne une garniture d'embrayage sans amiante, plus particulièrement pour véhicule automobile. D'une manière générale, un embrayage de véhicule automobile comprend un mécanisme d'embrayage destiné à être monté sur un volant d'inertie formant plateau de réaction. Le mécanisme d'embrayage comporte lui-même un plateau de pression soumis à l'action axiale d'un système élastique, un diaphragme dans les embrayages modernes. Plateau de réaction et plateau de pression sont solidaires en rotation entre eux et d'un arbre dit arbre menant qui, de manière générale, est constitué par, ou est en prise avec, le vilebrequin d'un moteur thermique de véhicule. Un disque de friction d'embrayage, solidaire en rotation d'un arbre, dit arbre mené, est inséré entre le plateau de réaction et le plateau de pression en étant adapté à être serré entre ceux-ci sous l'effet de l'action du diaphragme, de manière à pouvoir transmettre à l'arbre mené le couple de rotation généré par le moteur thermique du véhicule. Le disque de friction d'embrayage est formé généralement d'un voile comprenant des parties déformables axialement, qui forment un dispositif de progressivité, sur lesquels sont rapportés, de part et d'autre, deux garnitures de friction en forme de couronne. Le voile est relié à un moyeu lui-même monté sur l'arbre menant, soit directement, soit, plus couramment, par l'intermédiaire d'un dispositif amortisseur de torsion. Une butée de débrayage est en outre prévue pour assurer les manoeuvres de débrayage et de réembrayage. Lors d'une manoeuvre de réembrayage, la garniture de friction doit être en mesure de permettre une transmission progressive du couple généré par le moteur thermique, sans à-coups, de manière à assurer non seulement le confort de l'utilisateur, mais aussi pour éviter toutes détériorations des éléments constituant une chaîne cinématique entre le moteur thermique et les roues du véhicule automobile. Ceci est obtenu grâce à l'intervention des éléments de progressivité. I1 en résulte un glissement relatif entre, d'une part, le plateau de réaction et l'une des garnitures du disque de friction et, d'autre part, entre le plateau de pression et l'autre garniture de friction, qui produit inévitablement un échauffement et une usure des garnitures. On connait des garnitures d'embrayages, dites organiques, qui comprennent généralement un squelette formé de fils ou fibres minérales, organiques, et dont la cohésion est assurée par un liant à base de matières organiques. Ces garnitures sont particulièrement bien adaptées à transmettre progressivement le couple de rotation du moteur thermique, et sans à-coups, lors d'une manoeuvre de réembrayage. Mais, dans des conditions d'utilisation sévères, correspondant à des manoeuvres de débrayage et de réembrayage fréquentes et à la transmission de couples importants, de telles garnitures ont l'inconvénient de présenter une diminution du coefficient de frottement lorsqu'elles sont amenées à s'échauffer, ainsi que de présenter des dégradations, en particulier au niveau du liant. On connait par ailleurs des garnitures dites métalliques, réalisées par frittage de métaux en poudre en présence de divers autres constituants. Ces garnitures ne présentent pas les inconvénients des garnitures organiques précitées, mais elles sont mal adaptées à la transmission progressive du couple de rotation lors d'une manoeuvre de réembrayage. Elles sont génératrices d'à-coups, nuisant au confort d'utilisation, et sont par ailleurs génératrices de broutements. La présente invention a pour objet une garniture d'embrayage, sans amiante, exempte des inconvénients des différents types de garnitures connus. Une garniture d'embrayage sans amiante, selon l'invention, comprenant des fibres minérales, des fibres ou des fils métalliques, des charges, un liant organique, est caractérisée par une proportion pondérale de métal comprise entre 9 et 90 %, et de préférence entre 20 et 60 % du poids de la garniture. Selon un aspect particulier de l'invention, le métal se trouve, au moins en partie, et de préférence principalement, sous forme de fibres et/ou de fils métalliques. La proportion des fibres et/ou fils métalliques est notamment comprise entre 25 et 100 % du poids de métal dans la garniture. Avantageusement, les fibres minérales comprennent des fibres de verre. Grâce à l'invention, la garniture d'embrayage comporte une matrice qui est renforcée par une structure métallique. Cette structure métallique possède, de manière surprenante, la caractéristique de devenir plus efficace naturellement en cours d'utilisation. En effet, il a pu être constaté que sous l'effet de l'élévation de température de la garniture d'embrayage lors de manoeuvres répétées de débrayage et de réembrayage, les caractéristiques de bonne progressivité et de faible usure de la garniture d'embrayage étaient conservées. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui suit d'exemples de réalisations de l'invention. Selon un premier exemple de réalisation, on fabrique une garniture d'embrayage, d'une manière usuelle, au moyen d'un fil constitué par des fibres minérales et organiques imprégnées d'un ciment constitué par des charges et un liant organique. La composition de la garniture est la suivante fibres de verre..................... 8 % fibres acryliques 10 % soufre 5 % noir de carbone 8 % graphite 8 % sulfate de baryte 8 % blanc de Meudon............ 6 % zircon 2 % fil de cuivre........................ 30 % résine 5 % caoutchouc 10 % Le mélange ainsi constitué est mis sous la forme d'une galette en couronne avant de subir les opérations usuelles d'élaboration de couronne d'embrayage : cuisson sous pression, traitement thermique principal, mise à épaisseur. Conformément à cet exemple, le cuivre se trouve à 100 % sous forme de fils. La garniture d'embrayage ainsi réalisée présente, dans des conditions sévères d'exploitation, d'excellentes performances de frottement, de progressivité et une faible usure. Elle présente en outre une grande résistance aux efforts centrifuges. Conformément à un second exemple de réalisation, il est procédé, comme dans l'exemple précédent, mais la garniture à la composition suivante fibres de verre.............. 5 % fibres acryliques 5 % fibres de fibranne 5 % soufre 2 % noir de carbone 5 % graphite 7 % sulfate de baryte 3 % blanc de Meudon............. 6 % poudre de laiton 40 % fil de laiton........................ 10 % résine 5 % caoutchouc 7 % La proportion de métal sous forme de fil dans cet exemple est de 25 % du poids de métal dans la garniture. La garniture d'embrayage ainsi réalisée présente d'excellentes caractéristiques. Des tests et essais effectués sur des garnitures d'embrayages réalisées suivant les exemples précédents ont pu mettre en évidence, dans des conditions particulièrement sévères d'utilisation, un phénomène de diffusion, accompagné dans certains cas de fusion, du métal en surface ou près de la surface de frottement de la garniture d'embrayage. Par ces phénomènes, le métal qui se trouve en surface ou à proximité de la surface de frottement forme progressivement une armature qui, en surface, se substitue à la matrice organique de la garniture, en la protégeant de toutes dégradations sous les effets conjugués du frottement et de l'élévation de température. En effectuant des tests comparables avec des garnitures d'embrayages classiques contenant du métal mais dans des proportions inférieures à celles de l'invention, on a pu remarquer que les phénomènes décrits précédemment ne se produisent pas et que, dans les mêmes conditions d'utilisations sévères, la garniture se dégrade rapidement, tant en ce qui concerne les caractéristiques de frottement que d'usure. REVENDICATIONS 1) Garniture d'embrayage sans amiante, comprenant des fibres minérales, des fibres ou des fils métalliques, des charges, un liant, caractérisée par une proportion pondérale de métal comprise entre 9 et 90 % du poids de la garniture. 2) Garniture d'embrayage selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite proportion pondérale de métal est comprise entre 20 et 60 % du poids de la garniture. 3) Garniture d'embrayage selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que lesdites fibres minérales comprennent des fibres de verre. 4) Garniture d'embrayage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par la compositon pondérale suivante fibres minérales : 5 à 30 % fibres organiques : 0 à 40 % charges : 10 à 60 % liants : 10 à 25 % métal : 9 à 90 %, et de préférence 20 à 60 % 5) Garniture d'embrayage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la proportion de métal sous forme de fibres et/ou de fil est comprise entre 25 et 100 % du poids de métal dans la garniture. 6) Garniture d'embrayage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le métal se trouve principalement sous forme de fibres ou de fils métalliques. 7) Garniture d'embrayage selon la revendication 6, caractérisée en ce que le métal se trouve principalement sous forme de fils de cuivre. 8) Garniture d'embrayage selon la revendication 6, caractérisée en ce que le métal se trouve principalement sous forme de fils de laiton.