WO 2004/057203 Al Iff I fel 11 U (fH f I f f f ( l!H l !U II CI ?G I QI i-R, C;B. GR. i IU. iii. rr, í.u. MC NI., PT. RO. SI-, SI. SK, b t ce t/ui concerne les cades <"/ deax letirrs el aulres jbreviü- TR l. brevcl ???? <BK BJ. CK CG, CI, CM. ??, GN, GQ, li ns. se référer "Ñutes expUcülivrs relaíivrs iiux cades el CrW. MI.. MR. Nli. SN. TD. TG). übreyiülinns" figunmt <tu debut de chtitfitr nutnem tiitliiiiiirr de la Odzeile dit l' I.' Publiik1 : — vec ??? de recltcrche inicmaii úr — ?? ?? Vexpiiaiwii <lu dél i prévu p urla imnJificali n des rerriidicMunis. sem repuhliée si des m dificatiims sutil recues
DISCO DE FRICCION DE EMBRAGUE Y EMBRAGUE QUE COMPRENDE TAL DISCO
MEMORIA DESCRIPTIVA
La presente invención se refiere a embragues, en particular para vehículo automóvil. Como se sabe, un embrague comprende generalmente un plato de reacción destinado a ser calado en rotación sobre un árbol conductor, un disco de fricción, que lleva en su periferia externa guarniciones de fricción y destinado a ser calado en rotación sobre un árbol conducido, un plato de presión, una tapa fija sobre el plato de reacción, medios elásticos en acción axial que actúan entre la tapa y el plato de presión, el plato de presión siendo solidario en rotación con la tapa, pudiendo desplazarse axialmente en relación con la misma. Las guarniciones de fricción están fijas sobre un soporte elástico axialmente en forma de vela o de paletas, a fin de asegurar cierta progresividad durante el apriete de las guarniciones de fricción entre los platos de reacción y de presión. Las superficies de rozamiento al lado de las guarniciones y al lado de los contramateriales están globalmente paralelas respectivamente y perpendiculares al eje de rotación del embrague. En las condiciones de utilización pocos severas, tales como maniobras para estacionarse, arranques con par bajo y medio, cambio de rendimientos, las energías puestas en juego son bajas y los contramateriales, platos de reacción y de presión, con los cuales las guarniciones de fricción como operan en rozamiento, son llevados a temperaturas inferiores a 200°C, incluso inferiores a 100°C; en estas condiciones, la geometría de los contramateriales se afecta tan sólo levemente por el calentamiento generado, el asiento de las guarniciones sobre los contramateriales y por lo tanto la presión específica sobre las guarniciones están bien repartidos. Como los rendimientos de las guarniciones dependen del agente de la temperatura y de la presión específica, éstas permanecen excelentes. En las condiciones de utilización severas, tales como arranque del vehículo sumamente cargado o arrastrando un remolque o una caravana, arranque del vehículo en pendientes altas y/o regímenes de motor elevados con aceleración alta del vehículo, las energías importantes disipadas durante el deslizamiento entre guarniciones y contramateriales en estas condiciones aumentan la temperatura de las guarniciones de fricción y de los contramateriales, los cuales pueden exceder los 200°C e incluso alcanzar 600°C y más. Las caras de rozamiento de los contramateriales se someten a las temperaturas elevadas mencionadas anteriormente, cuando sus caras opuestas están a temperaturas mas bajas, por estar afectadas simplemente por la temperatura ambiente del cárter del embrague. Estas diferencias de temperatura generan dilataciones diferentes de los contramateriales, las cuales se traducen en una puesta en cono de éstos. Esta puesta en cono es siempre una puesta en cono convexo de su cara de rozamiento, es decir que la cara de rozamiento sobre su diámetro exterior está hacia atrás en relación con la cara de rozamiento sobre su diámetro interior. El soporte axialmente elástico de las guarniciones de fricción no se puede adaptar siempre por completo a esta nueva geometría de los contramateriales: resulta una pérdida de eficacia de transmisión de par, por las razones siguientes. La presión específica se acrecienta rápidamente en la zona central de la guarnición cuya temperatura se eleva marcadamente, haciendo que falle su coeficiente de rozamiento; además, y sobre todo, se reduce el radio medio de aplicación de esfuerzo de apriete y se reduce otro tanto el par transmitido. La elasticidad axial de soporte no siendo suficiente para obtener una cooperación completa de las guarniciones con los contramateriales, tanto sobre su diámetro interior como el exterior durante las puesta en cono conexo de éstos, se propone, en particular en el documento FR-A-2 772 851 , proveer medios de limitación de recorrido en una zona media que corresponde a un diámetro igual a 0.3-0.7 veces, preferiblemente a 0.48-0.52 veces, la suma de ios diámetros exterior e interior de las guarniciones; como esto es muy visible en la figura 5 del documento citado anteriormente, desde la zona media hasta el diámetro exterior, el soporte axialmente elástico se afloja y uno se encuentra con los inconvenientes citados anteriormente; además, la presión alta está en esta zona media.
La presente invención tiene como objetivo evitar estos inconvenientes. De acuerdo con la invención, un disco portaguarniciones propia para la constitución de un disco de fricción, en particular para vehículo automóvil, del tipo que comprende una porción central y una porción periférica propia para recibir guarniciones de fricción y que comprende por lo menos una zona de asiento para contacto con una por lo menos de la guarniciones de fricción y la fijación de éstas, dicha porción periférica siendo axialmente elástica y estando adaptada para flexionar bajo esfuerzo axial, tanto a la derecha de su diámetro interior como a la derecha de su diámetro exterior, caracterizado porque el recorrido axial de flexión a la derecha de su diámetro interior es superior a aquél a la derecha de su diámetro exterior. Aquí, la presión alta está cerca del diámetro exterior. Ventajosamente, la porción periférica está formada de una simple preforma arqueada que presenta pliegues que delimitan una alternancia de asientos de apoyo para una de las guarniciones de fricción y de asientos de apoyo para la otra de éstas. De preferencia, la porción periférica está fraccionada en paletas, cada una enlazándose a dicha porción central con un montante. De preferencia, algunas por lo menos de dichas paletas llamadas paletas trípodes, presentan una zona central de asiento, para contacto con una de las guarniciones de fricción y fijación de ésta, y dos zonas periféricas de asiento de uno y otro lado de dicha zona central, para contacto con la otra de dichas guarniciones de fricción. Ventajosamente, la zona central de asiento está enlazada, por una parte, a la porción central de disco portaguarniciones por un pliegue tangencial perpendicular al eje de simetría radial de dichas paletas trípodes y, por otra parte, a dichas zonas periféricas por pliegues oblicuos en relación con el eje de simetría radial de dichas paletas trípodes. De preferencia, la diferencia de recorridos axiales se obtiene durante una limitación de recorrido a la derecha del diámetro exterior. Ventajosamente, dicha limitación se obtiene con una pata de retención llevada por la porción de la porción periférica que lleva una guarnición y dirigida hacia la otra porción que lleva la otra guarnición. De acuerdo con otra modalidad, las guarniciones están sujetadas a las porciones de la porción periférica por mediación de plaquetas metálicas y es una de estas plaquetas que presenta una pata de retención dirigida contra la otra guarnición gracias a un recorte provisto en la porción de la porción periférica que lo lleva. De acuerdo con otra modalidad, la porción periférica está perfilada y curvada de manera que una por lo menos de las porciones asociadas con una guarnición forma un ángulo con el plano de la porción central, acercándose hacia la periferia; las dos porciones asociadas con las guarniciones están inclinadas una hacia otra del interior hacia el exterior.
De acuerdo con otra modalidad, el disco de dos piezas dispuestas dorso a dorso solidarizadas con la porción central, dichas piezas estando inclinadas una hacia otra del interior hacia el exterior. De acuerdo con otra modalidad, una de las guarniciones lleva un contacto que se extiende axialmente en su periferia exterior gracias a una entalladura provista en la porción periférica que la lleva. Como variante, la diferencia de recorridos axiales se obtiene haciendo posible un aumento del recorrido interior; de preferencia, están provistos contactos sobre la cara interna de su guarnición, en su periferia interior, a la derecha de los ahuecamientos provistos en la periferia interna de la otra guarnición. Ventajosamente, en estado libre, las caras externas de rozamiento de las guarniciones, fijadas sobre el soporte elástico axialmente, que están paralelas al estar perpendiculares al eje del disco. De preferencia las guarniciones tienen, en corte axial, forma rectangular. Ventajosamente, las guarniciones tienen en corte _axial forma trapezoidal. De preferencia, las guarniciones están fijadas por remachado. Ventajosamente, las guarniciones están fijadas por adhesión. La invención tiene igualmente por objeto un embrague, en particular para vehículo automóvil, que comprende un plato de reacción designado a estar calado en rotación sobre un árbol conductor, un disco de fricción que lieva en su periferia externa guarniciones de fricción y destinado a estar calado en rotación sobre un árbol conducido, un plato de presión, una tapa fijada sobre el plato de reacción, medios elásticos de acción axial que actúan entre la tapa y el plato de presión, el plato de presión siendo solidario en rotación de la tapa pudieron desplazarse axialmente en relación con el mismo caracterizado porque el disco de fricción comprende un disco portaguarniciones, como el mencionado anteriormente. Ventajosamente, el plato de reacción es el plato secundario de un doble volante amortizador con dos platos primario y secundario. De preferencia, el embrague está equipado con un dispositivo de recuperación del juego debido al desgaste de las guarniciones. Para hacer comprender mejor el objeto de la invención, se describirá ahora, a manera de ejemplos, puramente ilustrativos y no limitativos, de las modalidades representadas en los dibujos anexados. En estos dibujos: la figura 1 , es una vista parcial en corte axial de un disco de fricción de embrague; la figura 2 es una vista parcial en planta del disco de soporte de guarniciones de acuerdo con la invención; la figura 3 es una vista análoga a la figura 2 que muestra una variante; la figura 4 es una sección según IV-IV de la figura 2;
las figuras 5 a 10 son vistas esquemáticas parciales de discos de fricción de acuerdo con la invención, cada una mostrando una variante; la figura 11 es una vista de la rodaja interior de un disco de acuerdo con la invención vista desde su centro; la figura 12 es una vista parcial de un corte axial de un embrague de la técnica anterior en el estado desembragado; la figura 13 es una vista análoga a la figura 12 de un embrague desacuerdo con la invención. la figura 14 es una vista análoga a la figura 12, el embrague estando en estado embragado con baja solicitación térmica; la figura 15 es una vista análoga a la figura 14 de un embrague de acuerdo con la invención; la figura 16 es una vista análoga a la figura 12, el embrague estando en estado embragado con alta solicitación térmica; la figura 17 en una vista análoga a la figura 16 de un embrague de acuerdo con la "invención. Haciendo referencias a las figuras 1 y 2, se ve que un disco de fricción para embrague de vehículo automóvil comprende un disco portaguarniciones 10 solidario con un velo 11 solidario a la vez con un cubo 12. Como variante, el disco de fricción comprende dos porciones coaxiales montadas móvilmente una en relación con otra contra elementos elásticos en acción circunferencial y medios de rozamiento en acción axial;
como recordatorio, se recordará que una de las porciones comprende dos arandelas de guía y el disco portaguarniciones, mientas que la otra porción coaxial comprende el velo solidario en rotación con el cubo. De acuerdo con otra variante, las estructuras están invertidas y el disco portaguarniciones es solidario con el velo móvil en relación con el cubo, mientras que las arandelas de guía son solidarias con el cubo. El disco portaguarniciones 10 comprende una porción central anular plana 16 una porción periférica fragmentada en paletas globalmente de orientación radial descritas a continuación. El disco portaguarniciones 10 está equipado con dos guarniciones de fricción anulares 13, 14, montadas dorso a dorso. En un embrague, estas guarniciones están apretadas normalmente entre los platos de presión y de reacción no representados, del embrague; estos platos son solidarios en rotación con el cigüeñal del motor de combustión interna del vehículo. Así, se transmite el par de dichos platos al cubo 12 con diámetro interno acanalado para la unión en rotación con el árbol de entrada de la caja de velocidades. En posición de embrague desconectado, las guarniciones 13, 14 no están en contacto con dichos platos. Las paletas 17 se extienden radialmente en resalte a la periferia externa de la porción central 16 del disco, siendo de una sola pieza con dicha porción central; estas paletas 17 son metálicas, como la porción central 16, y están repartidas en dos grupos alternados 71 , 72, cada paleta de un mismo grupo, estando decalada circunferencialmente en relación de la paleta del otro grupo, el ángulo entre dos paletas consecutivas siendo aquí el orden de 20°. Estas paletas radiales tienen forma de trípode con tres zonas planas de asiento o de apoyo, respectivamente 21 A, 21 B - 23A, 23B. Considerando por ejemplo la paleta 72, se ve que ésta es simétrica y comprende una grande zona plana central de asiento 21 A para contacto con la corona de guarnición implicada y fijación de ésta, dicha zona 21 A presentando para hacer esto agujeros 19 para el paso de remaches. Esta zona se estrecha en dirección de la periferia externa del disco portaguarniciones; tiene globalmente forma triangular en su periferia externa; aquí, esta porción triangular tiene una punta troncada; la porción interna de la zona central es por lo tanto más grande circunferencialmente que su porción externa estrechada. La paleta 72 presenta igualmente dos zonas planas de asiento
21 B coplanares propias para cooperar con la otra guarnición de fricción. Estas zonas 21 B llamadas periféricas se extienden a la periferia externa de la paleta y forman orejas; las zonas 21 B se extienden a uno y otro lado de la zona central 21A. Tienen forma triangular y están enlazadas con la zona 21A con pliegues oblicuos 22A, simétricos en relación con el eje radial de simetría de la paleta. Las zonas 21 B y 21 A están por lo tanto decaladas axialmente. La zona 21 A se enlaza con la porción central 16 con un pliegue de orientación tangencial, o pliegue longitudinal, aquí perpendicular al eje de simetría radial de la paleta: así, la zona central 21 A está decalada axialmente en relación con la porción central 16. En su periferia extema, la paleta presenta centralmente una entalladura 40. Unas hendiduras radiales 24 separan las paletas 71 , 72; estas hendiduras desembocan en la periferia externa del disco portaguarniciones y tienen una extremidad interna cerrada, de fondo circular, para enlace a los pliegues 30, 31 y en la porción central 16. Por lo menos ciertas paletas, aquí las paletas 72, tienen una zona central de asiento prolongado centralmente en el 25 radialmente hacia el interior gracias a un recorte 26 que afecta el pliegue longitudinal 30; así, dos agujeros 19 espaciados radialmente permiten la fijación de una guarnición de fricción. Aquí, las paletas 71 tienen una zona central de asiento 23B situada en el plano de la porción central 16; sin embargo, podrían ser análogas a las paletas 72, como ilustra la figura 3. La paleta 71 tiene una forma simétrica idéntica a la de la paleta 72, pero su zona central plana 23B está decalada axialmente en relación con la zona central 21 A; esta zona central 23B está en el plano de la zona 21 B de la paleta 72. De la misma manera, las dos zonas planas 23A periféricas a la paleta 71 están decaladas axialmente en relación con la zona central 23B, estando en el plano de la zona central 21A.
Las zonas 23A están enlazadas a la zona 23B con pliegues oblicuos 22B dirigidos axialmente en sentido inverso en relación con los pliegues oblicuos 22A. La zona central 23B está enlazada a la porción central 16 con un pliegue tangencial 31 dirigido axialmente en sentido inverso el pliegue tangencial 30. Cada paleta presenta por lo tanto una zona central de asiento, para contacto con una de las guarniciones de fricción y fijación de ésta, y dos zonas periféricas externas de asiento, para contacto con la otra guarnición de fricción, dichas zonas centrales estando decaladas axialmente en relación con las zonas periféricas y aquí con dicha porción central 16 del disco portaguarniciones. De acuerdo con la invención, las zonas centrales y periféricas no se extienden en planos paralelos en el plano medio de la porción central, sino que forman un ángulo entre las mismas, y están inclinadas de tal manera que se aproximan otro tanto más una de otra que lo que aumenta el diámetro. Así, como es visible en la figura 4, el recorrido 35 de fricción de las paletas 17 a la derecha de su diámetro interior es superior a la 15 a la derecha de su diámetro exterior; esta diferencia de recorridos es del orden de 0.2 a 0.8 milímetros, o' preferiblemente de 0.3 a 0.5 milímetros, cualesquiera que sean los diámetros exterior e interior. En las figuras 12 a 17, se ha representado un embrague en tres posiciones de trabajo, a saber desembragado, embragado con baja solicitación térmica y embragado con alta solicitación térmica, comparativamente de la técnica anterior, figuras 12, 14 y 16, y de acuerdo con la invención, figuras 13, 5 y 17. En las figuras 14 a 16, se ha representado igualmente, a la derecha de estas figuras, un diagrama de repartición de presiones que afectan las caras de rozamiento. La comparación de las figuras 16 y 17 ilustran bien las ventajas de la invención, como se han hecho explícitas al comienzo de la descripción. Desde luego, esta diferencia de recorridos exterior e interior se puede obtener de diferentes maneras, aplicables a todas las clases de paletas; en efecto, como se sabe, se utilizan otras paletas que no sean paletas trípodes para la realización de discos portaguamiciones, tales como por ejemplo paletas en forma de banderas, que se extienden circunferencialmente desde su montante, presentado pliegues casi radiales para cooperación una con otra de las guarniciones, o de las paletas llamadas dobles que se extienden circunferencialmente a un lado y otro de su montante, teniendo igualmente pliegues radiales. En la figura 5, se ha mostrado esquemáticamente una paleta, cuya porción 33 recibe la guarnición 13 y la porción 34 la guarnición 14; aquí, las porciones 33, 34 y las caras de las guarniciones 13, 14 son paralelas en cada caso en el plano del nivel 11 y se obtiene la diferencia de recorridos con una pata de detección 18, llevada por la porción 34 a la derecha de su diámetro exterior y dirigida hacia la porción 33; en la figura 6, las guarniciones 13, 14 están sujetadas a las porciones 33, 34 de la paleta por mediación de las plaquetas metálicas 13A, 14A que las llevan, ventajosamente por adhesión, y es la plaqueta metálica 14A que presenta una pata de detención dirigida hacia la porción 33 gracias a un recorte provisto en la porción 34 de la paleta; estas patas de detención 18 cubren circunferencialmente una buena porción de los 360 grados para tener una buena repartición de la presión de apriete. En la figura 7, la paleta está perfilada y curvada de tal manera que la porción 33 asociada con la guarnición 13 se extiende en un plano paralelo al del dedo 11 , cuando la porción 34 asociada con la guarnición 14 forma un ángulo con el plano del velo 10, acercándose hacia la periferia. Para asegurar un buen paralelismo de las caras de rozamiento de las guarniciones y de los contramateriales, desde el comienzo de la puesta encargada del disco, se hace de manera que, en reposo, en estado libre, las caras de rozamiento de las guarniciones 13, 14 sean paralelas; a partir de entonces, en el ejemplo de la figura 7, las dos caras de la guarnición 13 son paralelas, cuando la sección de la guarnición 14 es de forma trapezoidal, con base pequeña a un lado del diámetro interior; se obtiene de esta forma sea por moldeo sea por mecanizado. De acuerdo con la figura 8, las dos porciones 33 y 34 están inclinadas en relación con el velo 10, y una hacia otra del interior hacia el exterior, y las dos guarniciones 13 y 14 están en sección trapezoidal.
De acuerdo con la figura 9, el disco 10 son de dos piezas 10A, 10B dispuestas dorso a dorso y solidarizadas las dos con el velo 11 , dichas piezas están por lo tanto inclinadas una hacia otra del interior hacia el exterior. La figura 10 muestra una disposición de acuerdo con la cual la diferencia de recorridos exterior e interior se obtiene gracias a la presencia de un contacto 28 que se extiende axialmente a la periferia exterior de la cara interna de la guarnición 14, gracias a una entalladura provista en la periferia de la porción 34 de la paleta, dicho contacto 28 limitando el recorrido de aplastamiento en la periferia exterior del disco portaguarniciones 10. De acuerdo las variantes mencionadas anteriormente, se obtiene la diferencia de recorridos exterior e interior, limitando el recorrido exterior. Desde luego, es posible lo inverso, es decir que se puede obtener esta diferencia, haciendo posible un aumento del recorrido interior. Un ejemplo de tal disposición está mostrado en la figura 11 que es una vista de la rodaja interior del disco visto desde el centro; en esta porción radialmente interior, unos contactos 28 provistos sobre la cara interna de la guarnición 14, a la derecha de los ahuecamientos 17 provistos en la periferia interna de la otra guarnición 13, penetran, bajo esfuerzo axial y gracias a la elasticidad del disco 10 que deforman, en el interior de dichos ahuecamientos 27. Todas estas disposiciones descritas con respecto a las figuras 5 a 1 1 , son aplicables a todo tipo de paletas, incluso a paletas trípodes descritas con respecto a las figuras 1 a 3.
De manera general, se prefiere que, en funcionamiento normal, la limitación del recorrido no sea franca y brutal, sino más bien elástica y progresiva. Se puede hacer la fijación de las guarniciones sobre las paletas clásicamente por remaches o por adhesión; cuando están adheridas, el grosor total de las guarniciones es menor, pues no hay necesidad de grosor de materia debajo de la cabeza de los remaches. La invención es aplicable a un embrague en el cual el plato de reacción es el plato secundario de un doble volante amortizador con dos platos primario y secundario; en tal embrague, como se sabe, los dos platos tienen un grosor reducido y tienen por lo tanto tendencia a deformarse más en condiciones severas; así, la dimensión es aplicable bien a este tipo de embrague. Se podrá notar igualmente que cuando el embrague está equipado con un equipo de recuperación del juego debido al desgaste que permite, como se sabe, conservar en el diafragma una misma posición en estado embragado, cualquiera que sea el desgaste de las guarniciones y disponerse por lo tanto de una carga constante en el plato, es más fácil ajustar los diferentes juegos de funcionamiento.