FR2685417A1 - Disque de friction, notamment pour embrayage. - Google Patents

Abstract

Disque de friction comportant une pluralité de garnitures de frottement formées chacune de deux plots disposés dos-à-dos. Selon l'invention, les plots (22, 24) de chaque garniture de frottement (20) sont montés mobiles entre deux rondelles de guidage (18a, 18b), des moyens élastiques (28) étant interposés entre les plots de cette garniture.

Description

"Disque de friction, notamment pour embrayage"
La présente invention concerne un disque de friction, notamment pour embrayage de véhicule automobile, du genre comportant deux parties coaxiales montées rotatives l'une par rapport à l'autre dans les limites d'un débattement angulaire prédéterminé et des moyens élastiques à action ciconférentielle interposés entre ces deux parties, pour amortir les vibrations. L'une des parties comporte deux rondelles de guidage et une pluralité de garnitures de frottement formées, chacune, de deux plots qui, disposés dos-à-dos, sont destinés à intervenir chacun respectivement de part et d'autre du disque de friction de telle sorte qu'à chaque engagement de l'embrayage, lesdites garnitures de frottement se trouvent progressivement serrées entre un plateau de pression et un plateau de réaction.

L'échauffement induit par le frottement conduit inévitablement à une mise en cône du plateau de pression.

Il en est de même pour le plateau de réaction mais dans une moindre mesure. Il en résulte que la zone suivant laquelle les garnitures de frottement sont soumises à la pression de l'un et l'autre plateaux se décale progressivement vers l'axe de rotation, avec pour conséquence une usure inégale de ces garnitures de frottement, une réduction de leur efficacité et une diminution du couple de frottement transmis. Dans certains disques de friction, les deux plots constitutifs d'une même garniture de frottement sont montés mobiles axialement l'un par rapport à l'autre à l'encontre de moyens élastiques et dans les limites d'un débattement relatif contrôlé par des moyens de butée. Cet agencement est prévu pour assurer une certaine progressivité à l'embrayage, lors de son engagement.

A titre d'exemple, le brevet britannique NO 2 140 881 décrit un disque de friction de ce genre, présentant une rondelle de guidage à lobes, chaque lobe portant une garniture de frottement composée de deux plots montés dosà-dos. Cependant, dans ce système antérieur, les moyens élastiques intervenant entre les plots se situent circonférentiellement à l'extérieur de ceux-ci. Il en découle une mauvaise répartition des pressions à l'engagement de l'embrayage et une usure irrégulière de la garniture. De plus, les plots sont incapables de suivre les déformations du plateau de pression. L'invention permet de résoudre tous ces problèmes tout en assurant une meilleure progressivité à l'engagement desdites garnitures de frottement.

Dans cet esprit, l'invention concerne un disque de friction, notamment pour embrayage, du genre comportant deux parties coaxiales montées rotatives l'une par rapport à l'autre dans les limites d'un débattement angulaire prédéterminé et des moyens élastiques à action circonférentielle interposés entre ces deux parties, l'une des parties comportant deux rondelles de guidage disposées de part et d'autre d'un voile de l'autre partie et comportant en outre une pluralité de garnitures de frottement formées chacune de deux plots disposés dos-àdos, destinés à intervenir chacun respectivement de part et d'autre du disque et montés mobiles axialement à l'encontre de moyens élastiques et dans les limites d'un débattement relatif déterminé, contrôlé par des moyens de butée, caractérisé en ce que, pour chaque garniture de frottement, les plots sont emprisonnés entre les rondelles de guidage en faisant saillie au travers de fenêtres respectives de celles-ci, des moyens élastiques précités étant interposés entre les deux plots de sorte que les deux rondelles de guidage constituent les moyens de butée précités.

Le plus souvent, les moyens élastiques précités, interposés entre les plots de chaque garniture de frottement, consistent en au moins une rondelle Belleville ou analogue. Cette rondelle Belleville peut aussi être remplacée par un ressort-lame, ondulé, intercalé entre les plots.

Dans un cas comme dans l'autre, la résistance à l'écrasement de la rondelle Belleville ou du ressort-lame varie avec sa flèche, marquant un palier de niveau sensiblement constant entre sa valeur à flèche nulle et sa valeur finale à la mise à plat. Tout se passe donc comme si, tout au long de ce palier, les moyens élastiques présentaient une raideur nulle. L'invention tire parti de cette caractéristique. En effet, les moyens élastiques mis en oeuvre entre deux plots sont disposés de préférence sous une précontrainte telle que, dans les limites du débattement relatif entre les deux plots, la résistance à l'écrasement reste sensiblement constante. Les deux plots d'une garniture de frottement peuvent ainsi bouger l'un par rapport à l'autre sans que la charge des moyens élastiques intervenant entre eux en soit modifiée. Tout se passe comme si les deux plots étaient montés flottants, ce qui leur permet de suivre effectivement au mieux une éventuelle déformation en cône des plateaux avec lesquels ils coopèrent, notamment le plateau de pression.

Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de plusieurs modes de réalisation de disques de friction conformes à l'invention, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels:
- la figure 1 est une vue partielle en élévation d'un disque de friction suivant l'invention;
- la figure 2 est une vue partielle en coupe radiale suivant la ligne II-II de la figure 1;
- la figure 3 est une vue partielle en élévation, avec arrachement, d'un autre disque de friction suivant l'invention;
- la figure 4 est une vue partielle en perspective éclatée du montage de la garniture de frottement;
- la figure 5 est une vue partielle en coupe suivant la ligne V-V de la figure 3; et
- la figure 6 est une vue partielle en coupe suivant la ligne VI-VI de la figure 3.

En se reportant plus particulièrement aux figures 1 et 2, on a représenté partiellement un disque de friction 11 pour embrayage qui comporte classiquement deux parties coaxiales 12, 13 montées rotatives l'une par rapport à l'autre dans les limites d'un débattement angulaire prédéterminé et des moyens élastiques à action circonférentielle, ici des ressorts hélicoïdaux 14, interposés circonférentiellement entre ces deux parties.

Plus précisément, la partie 12 comporte un voile central 16 muni de fenêtres dans lesquelles sont engagés les ressorts 14 tandis que la partie 13 comporte deux rondelles de guidage 18a, 18b disposées de part et d'autre du voile 16 et comportant aussi des fenêtres maintenant les ressorts 14. Chaque ressort est ainsi monté pour travailler en compression entre un bord radial de la fenêtre du voile, à une extrémité et des bords radiaux des fenêtres des rondelles de guidage, à une autre extrémité. L'agencement est très classique et ne nécessite pas d'être décrit plus en détail. Un tel disque de friction 11 est destiné à prendre place axialement entre un plateau de pression et un plateau de réaction, non représentés, pour constituer un embrayage. Pour ce faire, le disque de friction est complété par des garnitures de frottement 20 régulièrement espacées circonférentiellement et ces garnitures sont agencées pour coopérer à la fois avec le plateau de pression et le plateau de réaction, à l'engagement de l'embrayage.

Chaque garniture de frottement 20 est constituée de deux plots 22, 24 disposés dos-à-dos et destinés à intervenir chacun respectivement, de part et d'autre du disque de friction 11. Des moyens élastiques 28 sont interposés entre les deux plots et retenus entre eux par des moyens de maintien. Les moyens élastiques 28 sont essentiellement constitués, pour chaque garniture, par un élément élastiquement déformable, métallique, susceptible d'être écrasé entre les deux plots. Dans l'exemple des figures 1 et 2, les moyens élastiques ont, pour chaque garniture, approximativement la forme d'une rondelle
Belleville. Cette rondelle est munie de deux pattes 33, diamétralement opposées, pour son maintien en position entre les deux plots, comme on le verra plus loin. La rondelle Belleville est ainsi toujours placée entre les parties centrales des deux plots. Dans chaque garniture de frottement, le plot 22, associé à la rondelle de guidage 18a est, par exemple, celui qui est destiné à coopérer avec un plateau de réaction d'un embrayage tandis que le plot 24, associé à la rondelle de guidage 18b est celui qui est destiné à coopérer avec le plateau de pression. Les deux plots sont montés mobiles axialement et légèrement pivotants, à l'encontre des moyens élastiques 28 et dans les limites d'un débattement relatif déterminé, contrôlé par des moyens de butée.

Selon une caractéristique importante, pour chaque garniture de frottement 20, les plots 22, 24 sont emprisonnés entre les rondelles de guidage 18a, 18b en faisant saillie au travers de fenêtres respectives 21a, 21b de celles-ci. Avantageusement, les rondelles de guidage comportent des lobes 35 répartis circonférentiellement et se faisant face deux à deux axialement. Chaque paire de lobes (figure 2) porte ainsi une garniture de frottement 20.

A cet effet, les fenêtres 21a, 21b sont découpées dans ces lobes. Les lobes d'une rondelle de guidage sont décalés axialement par rapport à la partie centrale de celle-ci à laquelle ils se raccordent par une zone annulaire tronconique. Les lobes en regard sont ainsi plus rapprochés que les régions centrales des rondelles de guidage qui abritent le voile 16 et les ressorts 14. Les moyens élastiques interposés entre les deux plots sont précontraints de telle façon que ceux-ci soient normalement en appui contre leurs rondelles de guidage respectives.

Autrement dit, les rondelles de guidage 18a, 18b constituent les moyens de butée précités. Des colonnettes épaulées 26, intercalées entre les rondelles de guidage 18a, 18k, et fixées à celles-ci, maintiennent l'écartement prédéterminé de celles-ci. En outre, chaque plot 22, 24 comporte un support 30 métallique, et un bloc de matériau de frottement 31 fixé à ce support. De façon générale, le support est conformé pour que des parties marginales de celui-ci soient en butée avec la rondelle de guidage contre laquelle il est appliqué par lesdits moyens élastiques 28.

Dans l'exemple des figures 1 et 2, le support 30 a un contour semblable à celui du bloc de matériau de frottement (rectangulaire dans l'exemple) mais le support a une surface plus grande que celle de la fenêtre 21a ou 21k dans laquelle est engagé le bloc de matériau de frottement correspondant. Les supports 30 restent ainsi constamment dans l'espace délimité par les deux rondelles de guidage 18a 18b alors que les blocs de matériau de frottement 31, engagés à jeu dans les fenêtres 21a, 21b font saillie vers l'extérieur de cet espace, axialement, en vue de coopérer avec un plateau de réaction et un plateau de pression, respectivement. Ainsi, l'un et l'autre des plots 22, 24 de chaque garniture de frottement 20 sont montés mobiles axialement. Bien entendu, il est prévu, radialement, entre chaque plot et la fenêtre correspondante de la rondelle de guidage, un jeu de montages suffisants pour en permettre un basculement par rapport à celle-ci. De plus, les pattes 33 de la rondelle Belleville, formant lesdits moyens élastiques 28, sont recourbées sur les bords de l'un des supports, ici le support 21k du plot 24. La coopération de ces pattes 33 en forme de crochet et du support de plot constitue des moyens de maintien desdits moyens élastiques 28 permettant de stabiliser la position de la rondelle
Belleville au centre des deux plots. Des encoches 34 sont prévues sur les bords de la fenêtre 21k correspondante, au moins, pour accueillir les surépaisseurs créées par le repliement des pattes 33, de façon que le support 30 s'applique uniformément contre la rondelle de guidage. En fait, pour rationaliser la fabrication, les deux rondelles de guidage 21a, 21k sont pourvues de telles encoches 34.

Dans l'autre mode de réalisation des figures 3 à 6, les éléments de structure analogues porteront les mêmes références numériques et ne seront pas décrits en détail.

Comme précédemment, les garnitures de frottement sont intercalées entre les rondelles de guidage 18a, 18k, plus particulièrement entre des lobes 35 de ceux-ci, à raison d'une garniture de frottement 20a par paire de lobes 35 appartenant respectivement aux deux rondelles de guidage.

Comme précédemment, les deux rondelles de guidage 18a, 18b sont recourbées l'une vers l'autre, radialement à l'extérieur du voile 16. Chaque rondelle de guidage comporte ainsi une zone annulaire tronconique grâce à laquelle les lobes 35 se trouvent décalés axialement par rapport à la région centrale abritant le voile 16 et les ressorts 14. Les rondelles de guidage sont ainsi en contact l'une contre l'autre et assemblées entre elles par des rivets 38. Plus particulièrement, les rondelles de guidage sont en contact par leurs lobes 35 et les lobes d'une paire sont assemblés par deux rivets 38 disposés de part et d'autre de la garniture de frottement 20a correspondante, et étant implantés à la faveur d'oreilles saillantes circonférentiellement (Figure 3). Chaque garniture de frottement 20 comprend deux plots 22a, 24a et une rondelle
Belleville 28a, constituant les moyens élastiques précités, intercalés entre les deux plots. Comme précédemment, chaque plot comporte un support 30a en tôle et un bloc de matériau de frottement 31 fixé sur une face de ce support. Les supports 30a se distinguent de ceux du premier mode de réalisation par le fait qu'ils comportent des pattes qui coopèrent avec les bords des fenêtres 42a, 42b pratiqués dans les lobes 35 des rondelles de guidage 18a, 18b. Ces pattes sont décalées axialement par rapport à la surface générale du support 30a. Les supports et rondelles de guidage sont ainsi conformés pour définir entre les deux plots 22a, 24a un espace dans lequel sont intercalés lesdits moyens élastiques, en l'occurrence ici la rondelle
Belleville 28a.

Plus précisément, dans l'exemple représenté, ce sont les pattes des supports 30a qui sont décalées axialement pour définir l'espace où se loge la rondelle Belleville, mais on pourrait aussi conformer différemment les bordures des fenêtres 42a, 42b pratiquées dans les lobes, pour obtenir le même résultat.

Dans l'exemple représenté, cependant, chaque support 30a présente, le long de deux côtes parallèles (ce sont les côtés s'étendant globalement tangentiellement à la direction de rotation) d'une part une patte unique 44 s'étendant globalement radialement au milieu d'un premier côté et d'autre part, deux pattes 46 s'étendant globalement radialement au voisinage des extrémités du second côté parallèle au premier.

Par ailleurs, une fenêtre 42 correspondante, c'est-àdire la fenêtre au travers de laquelle le plot considéré fait saillie, comporte, sur ses deux côtés correspondants, d'une part deux échancrures radiales 48 pratiquées au voisinage des extrémités d'un côté de la fenêtre et d'autre part, une échancrure 49 pratiquée au milieu de l'autre côté, parallèle, de ladite fenêtre.

Bien entendu, les deux côtés en question de la fenêtre sont ceux qui sont parallèles aux côtés du support 30 munis de pattes 44 et 46. Comme cela apparaît clairement sur la figure 4, les échancrures 48, 49 d'une rondelle de guidage sont en regard des pattes 44, 46 du plot engagé dans l'autre rondelle de guidage.

Autrement dit, les pattes 44, 46 du plot 22a engagé dans la rondelle de guidage 18a sont engagées et peuvent coulisser dans les échancrures de la fenêtre 42b pratiquées dans la rondelle de guidage 18k. Inversement, les pattes 44 et 46 du plot 24a engagé dans la fenêtre 42b sont engagées et peuvent coulisser dans les échancrures 48, 49 pratiquées dans la fenêtre 42a définie dans la rondelle de guidage 18a. De cette façon, la patte 44 du plot 22a est en butée contre la zone 52 du lobe 35 définie entre les deux échancrures 48 de la rondelle de guidage 18a tandis que les deux pattes 46 du même plot sont en butée contre les deux zones 54 du même lobe 35, défini de part et d'autre de l'échancrure 49. Il en est de même pour ce qui concerne les pattes 44 et 46 du plot 24a par rapport aux zones 52 et 54 du lobe 35 de la rondelle de guidage 18b. Après assemblage des lobes 35 par paire, emprisonnant entre eux les plots 22a, 24a et la rondelle Belleville 28a (figures 5 et 6) les plots sont normalement appliqués contre leurs rondelles de guidage respectives par la force de précontrainte de la rondelle Belleville 28a. Cette dernière est susceptible d'être comprimée davantage, jusqu'à une mise à plat, lors d'une manoeuvre d'embrayage, lorsque la garniture de frottement correspondante se trouve comprimée entre un plateau de pression et un plateau de réaction.

Comme mentionné précédemment, le jeu de montages de chaque plot dans sa fenêtre est suffisant pour permettre un certain basculement de ce dernier, permettant de faire face à une éventuelle mise en cône du plateau correspondant.

Il est à noter que les rondelle de guidage 18a, 18b ainsi que le voile 16 sont moins sollicités car les rondelles de guidage sont reliées ensemble, par les rivets 38, sur une circonférence de diamètre supérieur à celui du voile.

En outre, les lobes 35 sont dans le plan du voile 16 de sorte que la transmission du couple s'effectue de manière symétrique et bien équilibrée. I1 en est de même dans les exemples des figures 1 et 2, le décalage des lobes facilitant un bon équilibrage dans la transmission des efforts.

On notera également que dans les exemples des figures 3 à 6, on peut décaler radialement, plus vers l'extérieur, les ressorts 14 du fait de l'absence de colonnettes. On peut aussi augmenter la longueur des ressorts.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1- Disque de friction, notamment pour embrayage, du genre comportant deux parties coaxiales (12, 13) montées rotatives l'une par rapport à l'autre dans les limites d'un débattement angulaire prédéterminé et des moyens élastiques à action circonférentielle (14) interposés entre ces deux parties, l'une des parties comportant deux rondelles de guidage (18a, 18b) disposées de part et d'autre d'un voile (16) de l'autre partie et comportant en outre une pluralité de garnitures de frottement (20) formées chacune de deux plots (22, 24) disposés dos-à-dos, destinés à intervenir chacun respectivement de part et d'autre du disque et montés mobiles axialement à l'encontre de moyens élastiques (28) et dans les limites d'un débattement relatif déterminé, contrôlé par des moyens de butée, caractérisé en ce que, pour chaque garniture de frottement, les plots (22, 24) sont emprisonnés entre les rondelles de guidage (18a, 18k) en faisant saillie au travers de fenêtres (21a, 21b 42a, 42b) respectives de celles-ci, des moyens élastiques (28, 28a) précités étant interposés entre les deux plots de sorte que les deux rondelles de guidage constituent les moyens de butée précités.

2- Disque de friction selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites rondelles de guidage (18a, 18b) comportent des lobes (35), répartis circonférentiellement et se faisant face deux à deux axialement pour porter les garnitures de frottement (20) précitées.

3- Disque de friction selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque plot comporte un support (3030a) et un bloc de matériau de frottement (31) fixé à ce support, ledit support étant conformé de façon que des parties marginales de celui-ci soient en butée avec la rondelle de guidage contre laquelle il est appliqué par lesdits moyens élastiques.

4- Disque de friction selon la revendication 3, caractérisé en ce que le support (30) a une surface plus grande que celle de la fenêtre (21) dans laquelle est engagée le bloc de matériau de friction dudit plot.

5- Disque de friction selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens élastiques étant essentiellement constitués par un élément métallique déformable susceptible d'être écrasé entre les deux plots, des moyens de maintien de cet élément métallique sont constitués par des pattes (33) que comporte ledit élément métallique, recourbées sur les bords d'un support (30) de l'un des plots entre lesquels il est intercalé.

6- Disque de friction selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que les deux rondelles de guidage sont recourbées l'une vers l'autre dans une zone s'étendant radialement à l'extérieur dudit voile de l'autre partie, en ce que ces rondelles de guidage sont assemblées entre elles (38) dans les zones comportant lesdites fenêtres (42) et en ce que, pour chaque garniture de frottement, lesdits supports (30a) desdits blocs de matériau de frottement (31) comportent des pattes qui coopèrent avec les bords desdites fenêtres (42), lesdits supports et rondelles de guidage étant conformés pour définir entre les deux supports un espace dans lequel sont intercalés lesdits moyens élastiques (28a).

7- Disque de friction selon la revendication 6, caractérisée en ce que lesdites pattes (44, 46) de chaque support précité sont décalées suivant la direction axiale du disque, pour définir l'espace où sont intercalés lesdits moyens élastiques.

8- Disque de friction selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque support présente, le long de deux côtés parallèles, une telle patte (44) s'étendant au milieu d'un premier côté et deux pattes (46) s'étendant au voisinage des extrémités d'un second côté parallèle au premier, tandis qu'une fenêtre correspondante pratiquée dans une rondelle de guidage comporte, sur ses deux côtés correspondants, d'une part deux échancrures (48) pratiquées au voisinage des extrémités d'un côté de la fenêtre et d'autre part une échancrure (49) unique pratiquée au milieu de l'autre côté parallèle de ladite fenêtre, les échancrures étant en regard des pattes du plot engagé dans l'autre rondelle de guidage.

9- Disque de friction selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, pour chaque plot, lesdits moyens élastiques (28-28a) sont constitués par un élément métallique essentiellement en forme de rondelle

Belleville.