Brevet FR2712530A1 — publié le 19950524

La présente invention concerne un matériau de revêtement en feuille, à renfort métallique, présentant un faible coefficient de frottement. On connait déjà des matériaux de revêtement en feuilles, qui sont composés d'un tissu métallique revêtu d'un polymère fluoré. De tels matériaux sont par exemple utilisés pour réaliser des bagues de rotation des coussinets ou des paliers, notamment pour équiper les charnières des portières de véhicules automobiles, et pour guider des arbres coulissants. Ainsi renforcé, le matériau fluoré présente une meilleure stabilité dimensionnelle, principalement du fait que le renfort métallique limite considérablement le fluage du polymère fluoré. Cependant, ces matériaux en feuilles présentent habituellement l'inconvénient important que lors d'un découpage, les brins métalliques situés sur le bord de coupe de la feuille ont tendance à s'effilocher, ce qui fragilise la bordure de la feuille. De plus, dans certaines conditions d'utilisation, il se produit un fluage du polymère fluoré malgré la présence du renfort métallique. La présente invention vise à fournir un matériau de revêtement en feuille, à faible coefficient de frottement qui ne présente pas ces inconvénients et qui est en outre d'une réalisation particulièrement simple et économique. La présente invention a pour objet un matériau de revêtement en feuille, à faible coefficient de frottement, composé d'un renfort métallique emprisonné dans une masse d'un polymère fluoré comprimé puis fritté, caractérisé par le fait que le renfort métallique comprend une nappe de métal déployé. Selon l'invention, on entend par nappe de métal déployé une nappe métallique obtenue par découpage de lanières dans une feuille métallique et étirage de ces lanières dans une direction oblique par rapport au plan de la feuille métallique. Le matériau de revêtement en feuille selon l'invention peut être découpé, sans qu'il soit nécessaire d'en réaliser le bordage, le bord de coupe de la feuille présentant une résistance et une homogénéité sensiblement identiques à celles du reste de la feuille. En outre, le matériau en feuille selon l'invention présente une homogénéité structurelle optimale, ce qui permet de le plier ou de l'emboutir sans difficulté. -2- En effet, la compression obtenue par pressage ou calandrage de l'ensemble constitué par le métal déployé et la masse de polymère fluoré provoque la pénétration du polymère fluoré entre les lanières du métal déployé, puis l'écrasement partiel des lanières du métal déployé, lesquelles se rapprochent les unes des autres en emprisonnant entre elles le polymère fluoré. On obtient ainsi un accrochage mécanique du polymère fluoré sur le métal déployé, accrochage mécanique qui vient s'ajouter aux liaisons chimiques obtenues par le frittage ultérieur du polymère fluoré. Dans un mode de réalisation préféré, le matériau selon l'invention comprend deux couches de polymère fluoré situées de part et d'autre de la nappe de métal déployé. Avantageusement, on utilise comme polymère fluoré du polytétrafluoréthylène (PTFE). Le PTFE peut être naturel ou charge, notamment de pigments colorés. Il peut se présenter sous forme de poudre ou de ruban. De préférence, on utilise du PTFE cru. En cas d'utilisation de PTFE cuit, il est nécessaire, après avoir comprimé la feuille de revêtement, de réaliser le frittage du PTFE par chauffage et compression simultanés. Le métal déployé utilisable selon l'invention peut être de l'acier doux, de l'acier inoxydable, un acier revêtu ou des alliages de cuivre, de laiton, de bronze, de nickel, de zinc ou de métaux précieux. Dans le but de mieux faire comprendre l'invention, on va en décrire maintenant un exemple de réalisation en référence au dessin annexé dans lequel: - la figure 1 est une vue en coupe d'un matériau en feuille selon l'invention avant compression, - la figure 2 est une vue en coupe du matériau après compression, - les figures 3 et 4 illustrent un exemple d'utilisation du matériau en feuille selon l'invention, et - la figure 5 illustre un exemple comparatif d'utilisation d'un matériau en feuille de l'art antérieur, soumis aux mêmes conditions que dans l'exemple des figures 3 et 4. Pour réaliser le matériau de revêtement en feuille selon l'exemple illustré, on superpose successivement une première couche de PTFE cru 1 d'une épaisseur d'environ 0,1 mm, une feuille de métal déployé 2 d'une - 3 - épaisseur de préférence comprise entre 0,1 et 0,3 mm et une seconde couche de PTFE 3 d'environ 0,5 mm d'épaisseur. La structure ainsi réalisée est comprimée par calandrage jusqu'à atteindre une épaisseur d'environ 0,48 mm. Comme on le voit sur la figure 2, lors de l'étape de calandrage, le PTFE pénètre entre les lanières 4a et donc dans les mailles 4b du métal déployé comme indiqué par les flèches 5. Simultanément, les mailles 4b se referment partiellement par rapprochement des lanières 4a en emprisonnant une partie du PTFE qui a flué entre les lanières 4a. On obtient ainsi un accrochage mécanique des deux couches du PTFE sur le métal déployé. Comme on le voit sur la figure 2, les lanières 4a de la nappe de métal déployé 2 situées du côté de la couche de PTFE la plus mince 1 viennent à effleurement de cette face du matériau en feuille après calandrage et comportent des parties découvertes 6. Cet agencement permet de fixer le matériau en feuille ainsi obtenu sur une surface, non représentée, qu'il est destiné à recouvrir & l'aide d'une colle qui adhère aux parties découvertes 6 des lanières métalliques 4a. La feuille calandrée est ensuite passée au four pour réaliser le frittage du PTFE. A sa sortie du four, la feuille de revêtement est à nouveau calandrée pour atteindre une épaisseur calibrée voulue. Les figures 3 et 4 représentent un assemblage de bagues destinées à maintenir une pièce mécanique entraînée en rotation. Sur ces figures, une bague en acier 7 est revêtue intérieurement d'une bague 8 constituée par un matériau en feuille selon l'invention, réalisée à partir de PTFE. L'assemblage ainsi constitué présente un alésage de 10 mm, avec un jeu maximal de 0,035 mm (tolérances H7/g6). Une pièce rotative 9 en acier, d'un diamètre de 10,05 mm, est destinée à être engagée dans l'assemblage pour y être maintenue pendant son mouvement de rotation. Comme on le voit sur la figure 4, l'application d'une force F équivalente au poids d'une masse de 40 kg permet de monter la pièce 9 dans l'assemblage de bagues. Le faible coefficient de frottement du PTFE et sa bonne tenue au fluage, obtenue grâce à la présence de la nappe de métal déployé, -4 - permettent le maintien de la bague 8 qui présente une élasticité suffisante pour compenser l'augmentation de diamètre intérieur de l'assemblage. Une fois engagée dans les bagues 7 et 8, la pièce 9 peut être mise en rotation avec un couple d'entraînement inférieur à 1 M.Kg, ce qui convient parfaitement à l'utilisation d'un tel assemblage pour réaliser des charnières de portières de véhicules automobiles. Dans l'exemple comparatif illustré à la figure 5, la bague en acier 7 est revêtue intérieurement d'une bague 10 constituée par un matériau en feuille de l'art antérieur, réalisé à partir de PTFE et d'une nappe de treillis métallique. On voit sur cette figure 5 que l'introduction de la pièce mécanique 9 provoque le fluage du PTFE qui forme un bourrelet 11 à l'avant de la pièce 9. La présence, selon l'invention, d'une nappe de métal déployé comme renfort métallique présente l'avantage d'améliorer l'élasticité du matériau tout en conservant de bonnes caractéristiques d'accrochage sur le renfort et de tenue au fluage du polymère fluoré. Il est bien entendu que le mode de réalisation qui vient d'être décrit ne présente aucun caractère limitatif et qu'il pourra recevoir toute modification désirable sans sortir pour cela du cadre de l'invention. -5- REVENDICATIONS 1 - Matériau de revêtement en feuille, renforcé, à faible coefficient de frottement composé d'un renfort métallique emprisonné dans une masse d'un polymère fluoré comprimé puis fritté, caractérisé par le fait que le renfort métallique comprend une nappe de métal déployé (2). 2 - Matériau de revêtement en feuille, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la masse de polymère fluoré est constituée de deux couches (1,3) de polymère fluoré situées de part et d'autre de la nappe de métal déployé (2). 3 - Matériau de revêtement en feuille selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'une (1) des couches de polymère fluoré présente une faible épaisseur de manière à ce qu'après compression, les lanières (4a) de la nappe de métal déployé (1) viennent à effleurement de la face externe correspondante du matériau, et comportent des parties découvertes (6). 4 - Matériau de revêtement en feuille selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le polymère fluoré est du PTFE. - Charnière de portière de véhicule automobile, caractérisée par le fait qu'elle comporte un revêtement intérieur constitué par une feuille du matériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 4.