Brevet FR2845743A1 — publié le 20040416

L'invention concerne une garniture de friction, présentant une couche fibreuse poreuse. Pour pouvoir exploiter la résistance à la chaleur des fibres de carbone, pour des garnitures de friction 5 résistant à l'échauffement, il est connu (US 5 662 993 A) d'utiliser un tissu formé de tronçons de fibres de carbone retordues, tissu imbibé seulement en partie par une solution de résine pour, d'une part, assurer la liaison, nécessaire pour obtenir une résistance mécanique suffi10 sante, du composite fibreux formé par le tissu et, d'autre part, obtenir une structure ayant une porosité nécessaire pour l'évacuation de l'huile à travers la garniture de friction. Dans ces matériaux de friction connus, il est en tout cas désavantageux que, suite à l'imprégnation 15 partielle du composite fibreux par de la résine, il y ait risque, que pendant le fonctionnement, une partie des pores soit bouchée par une pénétration de résine, ce qui dégrade l'évacuation de l'huile à travers la garniture de friction. En outre, le traitement de la résine du tissu, 20 formé de fibres de carbone, entraîne une pollution de l'environnement, par des solvants ou bien par d'autres substances dangereuses volatiles, si l'on ne prend pas de dispositions de protection particulières. L'invention a ainsi comme but de réaliser une garni25 ture de friction du type évoqué au début, de manière que l'on évite les inconvénients résultant de l'imprégnation du composite fibreux par de la résine, sans mettre en danger la résistance mécanique du composite fibreux. L'invention résout le problème posé par le fait que 30 la couche fibreuse est formée d'un composite de fibres fritté, formé de fibres susceptibles d'être frittées. Grâce au frittage du composite fibreux, on peut, sans utiliser de résine faisant office de liant, assurer une liaison avantageuse des fibres dans la zone de ses 35 points de contact et, précisément, sous la condition préliminaire selon laquelle le matériau fibreux utilisé peut également être, en réalité, fritté. Du fait que les fibres de carbone ne peuvent être frittées, on utilise par exemple des fibres de polyimide et/ou des fibres de polyacrylnitrile qui présentent également une autre résistance à la chaleur, mais qui sont susceptibles 5 d'être frittées, de sorte, qu'avec un composite fibreux fritté, formé de fibres convenant pour ce faire, on obtient une garniture de friction qui satisfait de manière avantageuse aux exigences concernant, tant les sollicitations thermiques, qu'également concernant les 10 sollicitations mécaniques. S'ajoute à cela le fait que suite aux liaisons frittées entre les différentes fibres des composites fibreux, sa porosité est conservée, ce qui agit de façon directe en permettant une évacuation avantageuse de l'huile à travers la garniture de friction. La structure du composite fibreux doit assurer une porosité largement régulière de la garniture de friction. Pour cette raison, il est recommandé d'utiliser des matelas de fibres, parce que de tels matelas de fibres ont une distribution de fibres très régulière et ont ainsi 20 une porosité régulière. La résistance des matelas de fibres peut être augmentée en aiguilletant le matelas avant de procéder au frittage. Il est cependant également possible d'avoir un composite fibreux réalisé sous la forme d'un tricot, sachant qu'également on peut obtenir 25 une distribution avantageuse de la porosité sur la garniture de friction. Les fibres retordues, tricotées, donnent un composite fibreux de haute résistance correspondante, qui est encore augmentée par le frittage ultérieur des fibres. Pour permettre d'avoir des structures de surface particulières, la surface de la couche de fibres peut être formée de fibres susceptibles d'être frittées, de préférence de fibres de polyimide, qui sont dispersées sur un composite fibreux et sont ensuite frittées. Les 35 coefficients de friction pouvant être atteints à l'aide de telles fibres dispersées, prenant une position diffé- rente par rapport au composite de fibres, appliquées le cas échéant selon une direction préférentielle, peuvent être utilisés pour adapter la garniture de friction à des conditions de friction particulières. Dans le même but, 5 on peut également incorporer, dans le composite fibreux, des charges qui influent sur les propriétés de friction. Enfin, il est en plus possible de carboniser encore le composite fibreux après le frittage, pour améliorer la stabilité thermique des fibres et leur résistance à la 10 traction. Pour fabriquer une garniture de friction selon l'invention, on peut par exemple partir d'un matelas de fibres en polyimide, ayant un poids surfacique compris entre 150 et 1500 g/m2. Après avoir procédé à un frittage 15 de ce matelas de fibres de polyimide, ceci à une température d'environ 3300C, on obtient un matériau de friction ayant une bonne résistance, sachant qu'on peut assurer d'avoir une porosité régulière, d'environ 40 à 50%. Cette distribution régulière de la porosité favorise non seule20 ment l'évacuation de l'huile à travers la garniture de friction, mais mène également à l'obtention d'un coefficient de friction constant, qui dépasse le coefficient de friction des tissus en fibres de carbone ayant été imprégnés par de la résine. En outre, le développement de 25 bruit de telles garnitures de friction reste faible, ce qui doit être apprécié comme un effet supplémentaire, surprenant. Après avoir procédé au frittage, la garniture de friction peut encore être soumise, pendant une durée de 30 par exemple à 60 à 120 minutes, à une réticulation thermique oxydative, pratiquée à une température de 150 à 4000C, de préférence à 250 à 3500C, pour améliorer la stabilité thermique des fibres. Si la garniture de friction ainsi prétraitée est exposée à une carbonisation 35 pratiquée à 300 à 12000C, pendant une durée de 5 à 20 minutes, non seulement la stabilité thermique et la résistance à la traction des fibres peuvent être l'objet d'une augmentation supplémentaire, mais également on peut influer de façon avantageuse sur le comportement en développement de bruit, parce que l'on fait cesser largement 5 une cambouisation de la surface du composite de fibres. En pratiquant une étape de carbonisation supplémentaire, effectuée à une température comprise entre 1000 et 1600 C, on peut obtenir une augmentation remarquable de la résistance à la traction des fibres. Il s'avère 10 ainsi que, grâce aux dispositions selon l'invention, on peut assurer d'avoir une garniture de friction satisfaisant à de hautes exigences concernant la résistance à la chaleur et la résistance à l'usure, sans devoir renoncer au bénéfice d'une forte proportion en pores, avec une 15 distribution régulière des pores. REVENDICATIONS 1. Garniture de friction présentant une couche fibreuse poreuse, caractérisée en ce que la couche fibreuse est formée d'un composite fibreux fritté, formé de fibres susceptibles d'être frittées. 2. Garniture de friction selon la revendication 1, caractérisé en ce que le composite fibreux est formé de fibres de polyimide et/ou de fibres de polyacrylnitrile. 3. Garniture de friction selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le composite fibreux est 10 formé d'un matelas de fibres. 4. Garniture de friction selon la revendication 3, caractérisé en ce que le composite de fibres est formé d'un matelas de fibres aiguilleté. 5. Garniture de friction selon la revendication 1 15 ou 2, caractérisé en ce que le composite de fibres est formé d'un tricot. 6. Garniture de friction selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la couche fibreuse présente une surface formée de fibres suscepti20 bles d'être frittées, de préférence de fibres de polyimide, dispersées sur le composite de fibres et reliées à celui-ci par un frittage. 7. Garniture de friction selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que des char25 ges, influant sur les propriétés de friction, sont incorporées dans le composite fibreux. 8. Garniture de friction selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le composite fibreux est fritté et carbonisé.