DISPOSITIVO DE FRICCIÓN PARA UN EMBRAGUE. EN PARTICULAR DE VEHÍCULO AUTOMOTOR
La presente invención se refiere a un dispositivo de fricción para un embrague, en particular de vehículo automotor. Un embrague de vehículo automotor se encuentra destinado a transmitir un par entre un volante de motor de vehículo automotor y un árbol de entrada de caja de velocidades. Con este propósito, el embrague comprende un mecanismo, solidario en rotación del volante del motor, y un dispositivo de fricción, solidario en rotación del árbol de la caja de velocidades. El mecanismo comprende un plato de presión y un plato de reacción, destinados a cooperar con el primer y segundo forros de fricción del dispositivo de fricción. Estos forros de fricción son provistos por al menos un soporte, habitualmente con forma general de revolución. El dispositivo de fricción debe realizar un compromiso entre diversas restricciones técnicas. Por un lado, resulta conveniente limitar la masa y la inercia del dispositivo de fricción. Con este propósito, es deseable limitar las dimensiones de los forros de fricción, por ejemplo el espesor y el ancho radial de estos forros de fricción. Resulta igualmente deseable evitar la presencia de remaches de fijación de los forros sobre su soporte, optando tanto como sea posible por el pegado de estos forros en su soporte. Por otro lado, resulta conveniente poder activar el embrague de manera progresiva. Con este propósito, es deseable incorporar medios elásticos, en general una masa elastomérica, en el dispositivo de fricción, con el fin de asegurar esta progresividad. Efectos de cizallamiento limitan las posibilidades de disponer la masa elastomérica entre un forro y su soporte. Por lo tanto, se ha propuesto, en el estado de la técnica, particularmente en el documento EP-A-0 419 329, un dispositivo de fricción para un embrague, en particular de vehículo automotor, del tipo que comprende: - un primer y segundo miembros de forro de fricción, coaxiales, separados axialmente, delimitados por caras de fricción opuestas; - y medios de unión de los dos miembros de forro de fricción solidarizados entre sí. En un dispositivo de fricción de este tipo, cada uno de los miembros de forro de fricción comprende un soporte provisto de un forro de fricción. En este caso, la masa elastomérica se intercala entre el primer y segundo soportes. Más particularmente, cada soporte de forro descrito en el documento EP-A- 0 419 329 comprende una parte periférica de forma general anular y una parte central de unión con el otro soporte de forro. Las partes centrales de los soportes se encuentran unidas por los bordes. Las partes periféricas de los soportes, separadas de manera axial entre sí, se unen con las partes centrales mediante partes intermedias que convergen a partir de estas partes periféricas hacia estas partes centrales. Por ello, cuando los forros de fricción se aprietan entre los platos de presión y de reacción, las partes periféricas de los soportes de forro se deforman divergiendo hacia las partes intermedias de soportes relativamente rígidos de manera axial. Como consecuencia de ello, la separación entre las partes periféricas de los soportes de forro no varía uniformemente de manera radial, cuando los forros de fricción se aprietan entre los platos de presión y de reacción. De ello resulta que los forros de fricción no cooperan de manera uniforme de modo radial con los platos de presión y de reacción, lo que perjudica los desempeños del embrague. La invención tiene, en particular, como objetivo proveer un dispositivo de fricción provisto de soportes de forro de fricción que se desplazan básicamente de forma paralela un con respecto al otro cuando son solicitados por los platos de presión y de reacción. Con este propósito, la invención tiene como objeto un dispositivo de fricción del tipo indicado con anterioridad, e donde el primer miembro de forro de fricción tiene una forma general anular, los medios de unión comprendiendo lengüetas de unión provistas cada una de una primera extremidad de solidarízación con un borde interno del primer miembro de forro de fricción y de una segunda extremidad de solidarización con el segundo miembro de forro de fricción, la primera y segunda extremidades de solidarización presentando un desfase angular entre sí que es variable en función de la separación axial de los dos miembros de forro de fricción. Estas lengüetas de unión permiten que los miembros de forro de fricción se desplacen uno con respecto al otro básicamente por atornillamiento según un eje de rotación de los soportes (se recordará que un atornillamíento según un eje es una combinación simultánea de una rotación según este eje y de una translación paralelamente a este mismo eje). Así, cuando la separación axial de los miembros de forro de fricción se incrementa, el desfase angular entre las extremidades de solidarización de cada lengüeta disminuye y, cuando la separación axial de los miembros de forro de fricción disminuye, el desfase angular entre las extremidades de solidarización de cada lengüeta se incrementa. Gracias a estas lengüetas de unión, los miembros de forro de fricción permanecen básicamente paralelos entre sí cuando son solicitados por los platos de presión y de reacción. Un dispositivo de fricción de conformidad con la invención puede comprender además una o varias de las características siguientes: - las lengüetas de unión se encuentran plegadas de manera que su primera y segunda extremidades de solidarización se desfasen de manera axial entre sí; - las lengüetas de unión plegadas son provistas por el miembro de forro de fricción destinado a cooperar con el plato de presión de manera axial; - la primera extremidad de solidarización de cada lengüeta de unión es del mismo material que el primer miembro de forro de fricción; - la primera extremidad de solidarización de cada lengüeta de unión se encuentra en el primer miembro de forro de fricción; - es posible definir en cada lengüeta de unión del soporte un sector angular de cima coincidente básicamente con la segunda extremidad de solidarización de esta lengüeta y que se extiende hasta un borde externo del soporte, sin interrupción de material, el sector angular formando un ángulo comprendido entre 10° y 35° y en donde un eje perpendicular a un rayo que pasa por el centro del dispositivo se encuentra comprendido en dicho sector angular; - las lengüetas de unión se encuentran dispuestas en dos sentidos circunferenciales opuestos, en particular bajo la forma de V; - el segundo miembro de forro de fricción tiene una forma general anular y comprende lengüetas de unión provistas cada una de una primera extremidad de solidarización con un borde interno de este segundo miembro de forro de fricción y de una segunda extremidad de solidarización con la segunda extremidad de solidarización de una lengüeta de unión correspondiente del primer miembro de forro de fricción, la primera y segunda extremidades de solidarización de las lengüetas de unión del segundo miembro de forro de fricción presentando un desfase angular entre sí; - el dispositivo de fricción comprende medios elásticos de sujeción axial del primer y segundo miembros de forro de fricción; - los medios elásticos de sujeción comprenden una masa elastomérica, de preferencia de forma general anular, dispuesta entre el primer y segundo miembros de forro de fricción; - los medios de sujeción comprenden lengüetas elásticas de sujeción provistas cada una de una primera extremidad de solidarización con uno de los miembros de forro de fricción y de una segunda extremidad libre de contacto con el otro de los miembros de forro de fricción, estas lengüetas de sujeción encontrándose plegadas de manera que su primera y segunda extremidades se desfasen de manera axial entre sí; las lengüetas elásticas de sujeción se unen con uno solo de los miembros de forro de fricción que provee un forro destinado a cooperar, de preferencia, con un plato de presión móvil de manera axial; el dispositivo de fricción comprende por lo menos dos lengüetas de sujeción que presentan desfases axiales distintos entre su primera y segunda extremidades; el dispositivo de fricción comprende por lo menos dos lengüetas de sujeción que presentan rigideces diferentes; el dispositivo de fricción comprende por lo menos dos lengüetas de sujeción, dichas lengüetas emparejadas, unidas respectivamente al primer y segundo miembros de forro de fricción; las lengüetas de sujeción emparejadas son básicamente simétricas en relación con un plano paralelo al primer y segundo miembros de forro de fricción; las lengüetas de sujeción emparejadas sont básicamente simétricas en relación con un punto; el punto de simetría es un punto de contacto entre las lengüetas de sujeción emparejadas; las lengüetas de sujeción emparejadas se encuentran provistas de superficies de contacto entre sí, la superficie de contacto de una lengüeta emparejada encontrándose frente a frente con el miembro de forro de fricción al que se une; las lengüetas de sujeción emparejadas se encuentran provistas de superficies de contacto entre sí, la surface de contacto de una lengüeta emparejada encontrándose frente a frente del miembro de forro de fricción al que no se une; las lengüetas de unión y las lengüetas de sujeción se extienden desde su primera extremidad hacia su segunda extremidad respectivamente en sentidos circulares idénticos; el dispositivo de fricción comprende un dispositivo de recuperación de desgaste de los forros; la distancia entre la primera y segunda extremidades de solidarización de cada lengüeta de unión se encuentra comprendida entre 5 y 60 mm, de preferencia entre 20 y 40mm; por lo menos uno de los miembros de forro de fricción comprende un soporte que provee un forro de fricción; - el forro de fricción se encuentra pegado sobre el soporte, dicho soporte es generalmente de acero, pero es también posible realizarlo de material compuesto. Cuando el forro se encuentra pegado sobre un soporte, este último generalmente tiene la forma de un anillo continuo, pero puede también estar constituido por segmentos anulares separados, incluso separados unos de otros; - por lo menos un miembro de forro de fricción se encuentra formado en una sola y misma pieza, por ejemplo moldeada por inyección. Es conveniente advertir que los medios de unión de los dos miembros de forro de fricción pueden permitir ya sea solidarizarlos directamente con contacto (se entiende entonces que la extremidad de solídarización es una extremidad de unión), o bien indirectamente con la presencia de una pieza intermedia entre los dos miembros de forro de fricción.
De conformidad con una modalidad, la pieza intermedia es un disco, en particular una arandela de dirección solidaria en rotación con el árbol de la caja de velocidades. Se advertirá que, gracias a la invención que permite optimizar el contacto de los forros de fricción con los platos de presión y de reacción, resulta posible reducir el ancho radial de estos forros adicionalmente en comparación con el estado de la técnica. Así, la invención tiene también como objeto un forro de fricción para dispositivo de fricción de embrague, en particular de vehículo automotor, de forma general anular, la relación de ancho radial del forro/diámetro exterior del forro siendo inferior a 0.10, incluso inferior a 0.095. La invención se comprenderá mejor leyendo la siguiente descripción, proporcionada únicamente a manera de ejemplo y realizada haciendo referencia a los dibujos anexos, en donde: - la figura 1 es una vista esquemática de un dispositivo de fricción de conformidad con una primera modalidad de la invención; - la figura 2 es una vista en perspectiva de medios de unión de dos soportes del dispositivo de fricción de conformidad con la modalidad de la invención representada en la figura 1 ; - la figura 3 es una vista parcial de frente de una primera variante de un soporte del dispositivo de fricción de conformidad con la primera modalidad de la invención; - la figura 4 es una vista de frente de una segunda variante de un soporte del dispositivo de fricción de conformidad con la primera modalidad de la invención; - la figura 5 es una vista parcial de frente de una tercera variante de un soporte del dispositivo de fricción de conformidad con la primera modalidad de la invención; - la figura 6 es una vista esquemática de un dispositivo de fricción de conformidad con una segunda modalidad de la invención; - las figuras 7 a 12 son vistas esquemáticas en corte respectivamente de dos soportes del dispositivo de fricción representado en la figura 6 y de cinco variantes de estos soportes. Se ha representado en la figura 1 un dispositivo de fricción para un embrague, en particular de vehículo automotor. Este dispositivo de fricción se designa con la referencia general 10. El dispositivo de fricción 10 comprende un primer 11 y segundo
12 miembros de forro de fricción, básicamente anulares y coaxiales. El primer 11 y segundo 12 miembros de forro de fricción comprenden, respectivamente, el primer 13 y segundo 14 forros de fricción, delimitados por caras de fricción opuestas destinadas, respectivamente, a cooperar con un plato de presión y un plato de reacción (no representados) solidarios en rotación de un volante de motor (no representado). El primer 11 y segundo 12 miembros de forro de fricción comprenden además, respectivamente, el primer 16 y segundo 18 soportes solidarios en rotación de un árbol de caja de velocidades (no representado), sobre los que se fijan el primer 12 y segundo 14 forros de fricción, por ejemplo mediante pegado. En variante, por lo menos un miembro de forro de fricción se forma en una única y misma pieza, por ejemplo moldeada por inyección.
El primer 16 y segundo 18 soportes son básicamente anulares, coaxiales y se encuentran separados de manera axial uno con respecto al otro. En general, este primer y segundo soporte son de material compuesto o de acero que incluye, de preferencia, 0.68% ó 0.75% de carbono (designado, respectivamente, como XC68 y XC75 de conformidad con la norma francesa AFNOR). Se advertirá que, con el fin de asegurar una eficacia constante de los forros de fricción, el dispositivo de fricción 10 comprende, de preferencia, un dispositivo de recuperación de desgaste (no representado) de los forros 13, 14. El dispositivo de fricción 10 comprende los medios elásticos 19 de sujeción axial del primer 16 y segundo 18 soportes, destinados a asegurar la progresividad del embrague. De conformidad con la primera modalidad de la invención, los medios elásticos de sujeción 19 comprenden una masa 20 elastomérica que comprende, de preferencia, tres bandas de formas generales anulares, básicamente coaxiales, dispuestas entre el primer 16 y segundo 18 soportes. El dispositivo de fricción 10 comprende también los medios 21 de unión del primer 16 y segundo 18 soportes entre sí, representados con mayor detalle en la figura 2. Los medios de unión 21 comprenden las primeras lengüetas de unión 22, provistas cada una de una primera extremidad 22A de solidarizacíón con un borde interno del primer soporte 16, así como las segundas lengüetas de unión 24, provistas cada una de una primera extremidad de solídarización 24A con un borde interno del segundo soporte 18. En el ejemplo representado en la figura 1 , las primeras extremidades de solidarización 22A, 24A de las lengüetas 22, 24 son del mismo material que el soporte 16, 18 correspondiente. Cada una de las lengüetas de unión 22 del primer soporte 16 se encuentra provista de una segunda extremidad 22B de solidarización con una segunda extremidad de solidarización 24B de una de las lengüetas de unión 24 correspondiente del segundo soporte 18. Se advertirá que las primeras 22A, 24A y segundas 22B, 24B extremidades de solidarización de cada lengüeta de unión 22,24 presentan un desfase angular entre sí. Generalmente, la distancia entre la primera 22A (respectivamente 24A) y la segunda 22B (respectivamente 24B) extremidades de solidarización de cada lengüeta de unión 22 (respectivamente 24), se encuentra comprendida entre 5 y 60 mm, de preferencia entre 20 y 40 mm. Además, las lengüetas de unión 22 del primer soporte 16 se encuentran plegadas, de manera que sus primera 22A y segunda 22B extremidades de solidarización se encuentren separadas de manera axial entre sí. Así, cuando el primer 16 y segundo 18 soportes se desplazan de manera axial uno con respecto al otro, por ejemplo por agarre entre el plato de presión y el plato de reacción, el primer 16 y segundo 18 soportes se desplazan, de manera paralela uno con respecto al otro, por atornillamiento según su eje. Por lo tanto, se advertirá que el desfase angular entre la primera 22A y segunda 22B extremidades de solidarización de las lengüetas 22, es variable en función de la separación axial de los dos soportes 16,18. Siendo que la invención permite un desplazamiento básicamente paralelo del primer 16 y segundo 18 soportes uno con respecto al otro, el contacto de los forros de fricción con los platos de presión y de reacción se ve optimizado. Así, resulta posible utilizar forros de fricción 13, 14 de dimensiones reducidas, de preferencia tales que la relación de su ancho radial con respecto a su diámetro exterior sea inferior a 0.10 y/o tales que su espesor sea limitado. En variante, también resulta posible utilizar forros de fricción 13, 14 de dimensiones adaptadas para apoyar de manera radial sobre la primera extremidad de solidarización 22A, 24A de las lengüetas 22, 24. Se refuerza de este modo la unión entre las lengüetas 22, 24 y su soporte correspondiente 16,18 del hecho de la unión por pegado entre las lengüetas 22,24 y las partes de los forros de fricción 13,14 que se apoyan sobre estas lengüetas 22,24. Las lengüetas 22,24 siendo más solicitadas que los soportes 16, 18, puede resultar ventajoso realizar estas lengüetas 22, 24 en un acero distinto a aquel de los soportes 16,18, y/o conferirles un espesor más grande, con el fin de incrementar su resistencia a la tracción y/o a la deformación. Así, de conformidad con una primera variante de la primera modalidad de la invención, representada en la figura 3, la primera extremidad de solidarización 22A (respectivamente 24A) de cada lengüeta de unión 22
(respectivamente 24) se une, por ejemplo mediante remache, al soporte 16
(respectivamente 18) correspondiente. De conformidad con una segunda variante de la primera modalidad, las lengüetas de unión 24 del segundo soporte 18 tienen el aspecto representado en la figura 4. Cada lengüeta de unión 24 se encuentra delimitada por dos bordes, radialmente externo 26E e interno 26I respectivamente, que divergen uno con respecto al otro desde la segunda extremidad 24B hacia la primera extremidad 24A de la lengüeta de unión 24. Se advertirá que es posible definir en cada lengüeta de unión 24 del segundo soporte 18 un sector angular A de cima coincidente básicamente con la segunda extremidad 24B de esta lengüeta 24 y que se extiende hasta el contorno interno del segundo soporte 18 sin interrupción de material de ángulo comprendido entre 10° y 35°. La continuidad de material en este sector angular optimiza la resistencia de las lengüetas de unión 24 a las solicitaciones sufridas por el primer 16 y segundo 18 soportes cuando transmiten un par entre el volante del motor y el árbol de la caja.
Las lengüetas de unión 22 del primer soporte 16 son similares a las lengüetas de unión 24, excepto porque se encuentran plegadas, de manera contraria a las lengüetas de unión 24. De conformidad con una tercera variante, representada en la figura 5, cada lengüeta de unión 24 se encuentra separada del resto del segundo soporte 18 mediante una raya de corte en T que desemboca en un ollao 27 de distribución de restricciones. Las lengüetas de unión 22 del primer soporte 16 son similares a las lengüetas de unión 24, excepto porque se encuentran plegadas, de forma contraria a las lengüetas de unión 24. Se ha representado en las figuras 6 y 7 un dispositivo de fricción de conformidad con una segunda modalidad de la invención. En estas figuras, los elementos análogos a aquellos de las figuras anteriores se designan mediante referencias idénticas. De conformidad con esta segunda modalidad, los medios de sujeción 19 comprenden lengüetas elásticas de sujeción 28. Estas lengüetas de sujeción 28 se troquelan en el soporte 16 y, de preferencia, se disponen tangencialmente con respecto a un círculo coaxial al soporte 16. En variante, las lengüetas de sujeción pueden disponerse de manera radial. Las lengüetas elásticas de sujeción 28 se representan con mayor detalle en la figura 7. Cada lengüeta elástica de sujeción 28 se encuentra provista de una primera extremidad 28A de unión con el primer soporte 16 y de una segunda extremidad libre 28B. Las lengüetas de sujeción 28 se encuentran plegadas, de modo que su primera 28A y segunda 28B extremidades se desfasen de manera axial entre sí. Así, la segunda extremidad 28B de cada lengüeta de sujeción 28 es susceptible de entrar en contacto con el segundo soporte 18, en particular cuando el primer 16 y segundo 18 soportes se desplazan uno hacia el otro, de forma que se asegure la progresividad del embrague. De preferencia, las lengüetas de unión 22 y las lengüetas de sujeción 28 se extienden cada una desde su primera extremidad 22A, 28A hacia su segunda extremidad 22A, 28A en sentidos circulares respectivos idénticos. Así, cuando el primer 16 y segundo 18 soportes se desplazan de manera axial uno con respecto al otro, por atornillamiento, las extremidades libres 28B de las lengüetas de sujeción 28 que se deforman, permanecen fijas en relación con el segundo soporte 18. De preferencia también, el soporte 16 provisto de las lengüetas elásticas de sujeción 28 es el soporte que provee el forro 12 destinado a cooperar con el plato de presión. De conformidad con una variante representada en la figura 8, el soporte 16 comprende por lo menos dos lengüetas de sujeción 28 que presentan desfases axiales distintos entre sus primeras 28A y segundas 28B extremidades. Estas lengüetas 28 pueden presentar también rigideces diferentes. De esta manera, es posible optimizar la progresividad del embrague.
Ciertas lengüetas de sujeción 28 pueden unirse igualmente al soporte opuesto 18, por ejemplo medíante pegado, soldadura o trinquete.
Estas lengüetas de sujeción 28, unidas a los dos soportes 16,18, permiten, además de su función de progresividad, limitar la separación de estos soportes 16, 18. Las figuras 9 á 12 representan otras cuatro variantes de la segunda modalidad de la invención, en las que el primer 16 y segundo 18 soportes se encuentran provistos cada uno de por lo menos una lengüeta de sujeción 28, 30. Estas lengüetas 28,30, llamadas emparejadas, se unen, respectivamente, al primer 16 y segundo 18 soportes. De conformidad con la variante representada en la figura 9, las extremidades libres de las lengüetas de sujeción emparejadas 28, 30 se extienden desde su primera extremidad 28A, 30A hacia su segunda extremidad libre 28B, 30B, respectivamente, en sentidos circulares opuestos. De conformidad con la variante representada en la figura 10, las extremidades libres de las lengüetas emparejadas 28, 30 se encuentran provistas de superficies de contacto entre sí 28C, 30C, de manera que la superficie de contacto de una lengüeta emparejada 28, 30 se encuentre frente a frente con el soporte 18, 16 al que no se une. Las lengüetas de sujeción emparejadas 28, 30 son básicamente simétricas en relación con un plano paralelo al primer 16 y segundo 18 soportes. De conformidad con la variante representada en la figura 1 1 , las extremidades libres de lengüetas emparejadas 28, 30 se encuentran también provistas de superficies de contacto entre sí 28C, 30C, de manera que la superficie de contacto de una lengüeta emparejada 28, 30 se encuentre frente a frente con respecto al soporte 18, 16 al que no se une. Sin embargo, de conformidad con esta variante, las lengüetas de sujeción 28 y 30 son básicamente simétricas en relación con un punto de contacto entre las lengüetas de sujeción emparejadas. De conformidad con la variante representada en la figura 12, las extremidades libres de las lengüetas de sujeción emparejadas 28,30 se encuentran provistas de superficies de contacto entre sí 28C, 30C, de manera que la superficie de contacto de una lengüeta emparejada 28, 30 se encuentre frente a frente con el soporte 16, 18 al que se une. Así, las lengüetas emparejadas 28, 30 cooperan entre sí de forma que se limite la separación de los soportes 16 y 18. Cuatro ejemplos de modalidades de conformidad con la invención han sido realizados y han permitido obtener muy buenas resistencias a la centrifugación. Los forros se pegan a un soporte metálico de aproximadamente 0.3 mm de acero XC 68. Se evita así la presencia de remache de fijación. Las dimensiones de los forros se proporcionan en el siguiente cuadro:
Se constata también que los dispositivos de fricción realizados de este modo tienen poca inercia global. Se advertirá que la invención no se limita a las modalidades descritas con anterioridad. En efecto, es posible, por ejemplo, combinar diversas características de las distintas modalidades y/o de las distintas variantes, sin desviarse del alcance de la invención.