WO2018096119A1 - Disque de friction d'embrayage et embrayage comportant un tel disque - Google Patents

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end zone
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clutch
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Adrien Nerriere
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Valeo Embrayages SAS
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D13/00—Friction clutches
    • F16D13/58—Details
    • F16D13/60—Clutching elements
    • F16D13/64—Clutch-plates; Clutch-lamellae
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D13/58—Details
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    • F16D13/64—Clutch-plates; Clutch-lamellae
    • F16D2013/642—Clutch-plates; Clutch-lamellae with resilient attachment of frictions rings or linings to their supporting discs or plates for allowing limited axial displacement of these rings or linings

Definitions

  • the present invention relates to a clutch friction disc equipped with a set of progressive blades, one end of each blade is fixed on the support disk and the other end is held under the neighboring blade.
  • the invention also relates to a clutch comprising such a friction disc.
  • the invention finds applications in the field of clutches for motor vehicles and, in particular, in the field of motor vehicle clutches.
  • a friction disc In the field of motor vehicle clutches, it is known to use a friction disc to transmit the torque between the engine and the gearbox.
  • a conventional clutch friction disc comprises a steel sheet support disc bearing on each of its faces a friction lining constituted by a thick disc of friction material.
  • these friction linings are intended to be clamped between pressure plates and reaction of the clutch.
  • These clutch plates are connected in rotation to a motor shaft (the crankshaft of the engine in an application to the motor vehicle), while the friction disk is locked in rotation, via its hub, on a driven shaft (the input shaft of the gearbox in an application to the motor vehicle).
  • the pressure plate ensures adhesion of the friction disc to the reaction plate.
  • the pressure plate releases the friction linings, which leads to disengaging the drive shaft from the driven shaft of the gearbox.
  • the linings are highly stressed and tend to deform uncontrollably, thus creating discontinuities in the transmission of the torque which are accompanied by a phenomenon of chatter with very uncomfortable jolts and detrimental to the driving of the vehicle.
  • An example of a friction disk comprising such progressive blades is shown in FIG.
  • the friction disc 100 comprises:
  • a support disc 120 having a first face 121 and a second face 122
  • first friction lining 140 and a second friction lining 150 respectively mounted on the first face 121 and the second face 122 of the support disk
  • a foil 1 10 fixed on the first friction lining 140 and mounted between the progressive blades 131 and said first liner.
  • the above-mentioned elements which form the friction disc namely the support disk, the progressive blades, the friction linings and the foil, are coaxial around an axis of rotation X.
  • the progressive blades 131 of the assembly 130 are positioned one after the other on an annular zone of the support disk 120.
  • Each blade 131 comprises a fixed end zone, through which the blade 131 is fixed individually on the disk 120, a free end zone 131b, which is free of any attachment, and a central zone 131c through which the blade 131 is fixed on the first friction lining 140.
  • Each blade 131 has a curved shape intended for compensating, by crushing, the deformations of the friction linings in order to maintain the two friction linings 140, 150 in parallel planes.
  • FIGS. 2A and 2B show the axial displacements, in millimeters, of the elements constituting the friction disc 100, respectively, when the engine is not running (zero rotation speed) and when the engine is running at a speed of 7000 T. / min. These figures show that under the effect of the centrifugal forces generated by the rotating motor, the blades 131 move axially, causing traction - that is to say a mechanical stress - within the materials of the friction lining.
  • the applicant proposes a friction disc in which the free end of each progressive blade is anchored under the neighboring blade so as to limit the lifting of said free end.
  • lifting is the axial displacement of a portion of a blade along the axis of rotation X of the clutch friction disc.
  • the invention relates to a clutch friction disk comprising a support disk adapted to be mounted around a central rotation shaft and a plurality of blades individually fixed one after the other on one face. said support disk.
  • Each blade includes
  • the friction disk is characterized in that the free end zone of each progressive blade comprises at least one anchorage adapted to be housed between the support disk and the fixed end zone of a next neighboring blade.
  • the “anchoring” is an insert on or cut into the free end zone of the blade, and intended to be inserted under the adjacent blade to limit the axial displacement of the free end of the blade.
  • the “neighboring blade” is the blade which is contiguous to a given blade in the annular zone of the support disk.
  • the expression “neighboring blade” refers to the contiguous blade following the blade given in the direct direction of transmission of the engine to the gearbox, the neighboring blade preceding the blade given in the direct direction of transmission of the engine being named " previous neighbor's pale ".
  • each blade under the adjacent blade limits the lifting of the free end of the blade while allowing the other movements necessary for the progressivity function of said blade.
  • each blade is implanted on one side of the blade opposite the next neighboring blade. In this way, each blade is anchored under the next adjacent progressive blade.
  • the anchor is a retaining tab cut in the free end region of the blade.
  • the anchoring of the preceding neighboring blade is positioned in a gap between the two rivets.
  • the anchor is then anchored at an optimal location in which the lifting of the end zone of the blade is minimal.
  • the fixed end zone of the progressive blade comprises an overhang under which the anchorage of the previous neighboring blade is housed.
  • This overhang may be a projecting cutout made in one side of the fixed end zone of the blade.
  • the holding tab comprises at least one ply of material ensuring a negative elevation within of the support leg. This negative elevation makes it possible to insert, without deforming it, the holding lug under the adjacent blade.
  • the fixed end zone of the progressive blade is arranged axially between the first friction lining and the support disk, or between the intermediate foil on which is fixed the first friction lining and the support disk.
  • the first friction lining or the intermediate foil on which the first friction lining is fixed is in axial overlap, in particular with axial clearance, of the fixed end zone of the progressive blade.
  • the fixed end zone of the following progressive blade is in axial overlap of the anchoring of the free end zone of the progressive blade, with or without axial play.
  • each blade comprises material folds arranged circumferentially between the fixed end zone and the free end zone of the blade.
  • two plies of material respectively delimit the fixed end zone of a central zone of the blade, and the free end zone of the central zone of the blade.
  • the central zone is raised by the height of the folds relative to the plane of the support disk.
  • the progressivity pallet has two lateral edges between which it extends circumferentially.
  • the fixed end zone is arranged on one of the lateral edges of the progressive blade.
  • the free end zone is arranged on the other of the lateral edges of the progressive blade.
  • the fixed end zone extends along one of the lateral edges of the progressive blade.
  • the free end zone extends along the other of the lateral edges of the progressive blade.
  • the progressive blade is devoid of fixing foot radially offset from the liners.
  • the progressive blade has a substantially rectangular or trapezoidal shape.
  • the invention relates to a clutch friction disc comprising a support disc adapted to be mounted around a central rotation shaft and a plurality of blades fixed individually one after the other on one face. said support disk, each blade comprising:
  • the friction disk being characterized in that the free end zone of each progressive blade comprises at least one anchorage maintained by the fixed end zone of a next neighboring blade.
  • the anchor is held axially by the fixed end zone of the next adjacent blade.
  • This second aspect may furthermore have one or more of the additional features set forth in the first aspect of the invention.
  • the invention relates to a clutch, particularly for a motor vehicle, comprising:
  • reaction plate intended to be wedged in rotation on a driving shaft
  • a friction disk as defined above, which carries friction linings and which is intended to be wedged in rotation on a driven shaft
  • FIGS. 2A and 2B already described, represent displacements internal to the friction disk, as a function of the speed of rotation of the motor;
  • FIG. 3 represents a perspective view of an example of progressive blades mounted on a disc-support of the friction disc according to the present invention;
  • Figures 4A and 4B show, respectively, a sectional view of a portion of the friction disc according to the invention and an enlargement of a portion of Figure 4A;
  • FIG. 5 represents a view from above of a friction lining portion with, in transparency, a progressive blade
  • FIG. 6 shows, in a view from above, an embodiment of the anchoring progressive blades
  • FIG. 7 shows, in a view from above, another embodiment of the anchoring progressive blades
  • FIGS. 8A and 8B show curves for comparing the displacements and stresses within a friction disc according to the prior art and according to the invention.
  • the friction disc has a support disc and progressive blades.
  • the support disc of axis of rotation X, has an outer radial zone provided with progressive blades and a central orifice delimited by an inner radial zone ensuring the connection to a hub (not shown in the figures).
  • the hub is mounted on the driven shaft of the gearbox and is connected to the support disc by a set of peripheral teeth meshing in slots (not visible in the figures) formed on the inner radial zone of the central orifice.
  • a pressure plate In the engaged position, a pressure plate applies a clamping force on the friction disc so as to transmit the torque produced by the engine to the gearbox.
  • the friction disc further comprises two friction linings, made in the form of crowns attached and fixed on either side of the support disc.
  • the first friction lining engages the pressure plate of the clutch mechanism while the second friction lining bears against the flywheel in the engaged position.
  • the first friction lining is fixed, for example by gluing, on an intermediate foil, itself fixed on the first face of the support disc via the progressive blades.
  • the second friction lining is directly attached to the second face of the support disk, for example by gluing.
  • FIG. 3 An example of a support disc 120 on which progressive blades 131 are mounted in accordance with the invention is shown in FIG. 3.
  • These progressive blades 131 cut out of a thin sheet, are distributed angularly around the periphery of the support disc. 120, in the outer radial zone 120a of the support disk 120.
  • the progressive blades 131 thus form, in the outer radial zone of the support disk, a ring having an outer contour 130a substantially coinciding with the periphery of the support disk 120 and a internal contour 130b.
  • each blade 131 has a fixed end zone 131a, a free end zone 131b and a central zone 131c.
  • Each blade 131 is secured and fixed to the outer edge 120a of the support disk 120 by its fixed end zone 131a by means of rivets 132.
  • the central zone 131c of each blade 131 is fixed, for example by rivets 132 at the first lining 140 through the foil 1 10 on which is glued the first lining 140.
  • the free end zone 131 b of each blade is free of attachment, that is to say that it is attached to any element of the friction disc.
  • each of the blades 131 are formed at least two folds of material 133a, 133b delimiting, respectively, the fixed end zone 131a of the central zone 131c and the free end zone 131b of the central zone 131c .
  • the central zone 131c is raised by the height of the folds 133a, 133b with respect to the plane of the support disk 120.
  • the free end zone 131b has an anchor 200 adapted to be housed under the fixed end zone 131a of the adjacent blade 131, that is to say the following blade in the outer radial zone 120a.
  • the anchor 200 of the previous neighboring blade is adapted to be housed under the blade 131.
  • This anchor 200 may be in several forms, particularly in the form of a retaining tab which will be described later.
  • the anchoring 200 of each blade 131 is housed in a recess 122 of the support disc 120.
  • the support disc 120 has several recesses adapted to accommodate the anchor 200 and limit the axial size of the system.
  • the blades 131 are positioned on the support disk 120 so that the fixed end area 131 a of each blade 131 is facing a recess 122 of the support disk.
  • the anchoring 200 of a blade 131 may be inserted into a recess 122.
  • the recess 122 then constitutes a housing for receiving the anchor.
  • the anchor 200 does not change the relative flatness of the blades.
  • FIG. 5 shows a top view of a friction disc portion.
  • This representation shows, in the foreground, in solid lines, the first friction lining 140 and the support disc 120, and, by transparency, in dashed lines, a blade 131.
  • This blade 131 has a substantially rectangular shape with an inner side 134a and a rear side substantially on a straight edge, an outer side 134c to beveled edge and a front side 134d cut out.
  • This cut side 134d is the edge of the free end zone 131b containing the anchor 200.
  • the anchor 200 is therefore a cut piece in the sheet of the blade 131.
  • the anchor 200 may also be a part independent of the blade 131, attached and fixed on the blade 131 by any known fastening means.
  • the blade 131 and the first friction lining 140 both have orifices 136 intended to be aligned and thus to receive rivets 132 of appropriate dimensions. These rivets 132 make it possible to fix the central zone 131c of the blade 131 on the first lining 140, through a foil 1 10.
  • the central zone 131c of the blade may comprise an H-shaped cut-out which makes it possible to control the deformation of the central zone 131c of the blade, in particular during the phases re-clutch.
  • the anchor 200 can take several forms.
  • the anchor 200 is a retaining tab cut in the free end region of each blade 131, as shown in FIG. 6.
  • the retaining tab 200 may be in the form of a flat hook , T-shaped or half-T, or in any other form for anchoring the free end of a blade with the neighboring blade.
  • the retaining tab 200 comprises a leg 210 secured to the free end zone 131b and a foot 220 adapted to anchor under the adjacent blade 131-i.
  • the holding tab 200 further comprises one or more plies of material 230 made at the junction between the leg 210 and the free end zone 131b of the blade.
  • This / these folds 230 make it possible to generate a negative elevation between the free end zone 131b and the bottom of the neighboring blade 131 -i by which the foot 220 of the holding tab can be anchored under the neighboring blade 131 - i.
  • the holding lug 200 is shown above the neighboring blade 131 -i, for reasons of legibility of the figure. However, one skilled in the art will understand that it is actually positioned below the fixed end area 131 ai of the neighboring blade 131-i, in the same way as the leg 200-i is inserted under the blade 131 -j and the holding tab 200-k is inserted under the blade 131.
  • the retaining tab 200 is adapted to be inserted under the adjacent blade, in the gap between the fastening rivets 132 of the fixed end zone 131a on the disk. 120.
  • the retaining tab 200 can be inserted under any location of the fixed end of the neighboring blade, but that an insertion close to at least one of the rivets 132 makes it possible to limit the deformations of the holding lug and thus to ensure a more firm hold of the free end of the blade.
  • the fixed end 131a of each blade may include an overhang 300 under which the retaining tab 200 is housed.
  • the overhang 300 is an outgrowth of the fixed end zone 131a of the blade formed on the rear side 134b or the inner side 134a of the blade.
  • the overhang 300 may be a cutout protruding on one side of the fixed end zone or an insert and fixed on one of these sides.
  • the protrusion 300-i of the adjacent blade 131-i is a protruding cutout on the inner side 134a-i of the blade 131-i, under which is lodged the holding tab 200 of the blade 131.
  • the holding tab 200 is shown above the neighboring blade 131 -i for reasons of legibility of the figure. Those skilled in the art will understand, however, that the retaining tab is actually positioned below 300-i overhang for the reasons mentioned above.
  • the overflow 300-i being on the inner side of the blade 131-i
  • the holding tab 200 is cut in the free end zone 131b near the internal side 134a of the blade 131.
  • Other locations of the overhang 300 for example the center of the rear side 134b of the blade (example of FIG. 6) and other locations and shapes of the holding tab 200 can of course be envisaged, since the leg holding device has a positioning and a shape adapted to the positioning and the shape of the overhang 300.
  • the anchor 200 of each blade 131 extends the free end zone 131b of the blade to below the fixed end zone 131a of the neighboring blade so that the free end of each blade mounted on a support disk is held by the neighboring blade.
  • the free end of the blades is limited in axial displacement, which allows to reduce, or even avoid, the lifting of the blade against the first friction lining and, therefore, to reduce the mechanical stress in said first lining.
  • curves of the displacement of the free end of the blade, with and without the anchor are shown in FIG. 8A.
  • the curve C1 represents the displacement of the free end of a conventional blade, therefore without anchoring, as a function of the speed of rotation of the motor.
  • Curve C2 represents the displacement of the free end of a blade of the friction disk of the invention, thus with anchoring, as a function of the speed of rotation of the motor.
  • curves of the stress exerted on the first friction lining by the free end of a blade, with and without anchoring are shown in FIG. 8B.
  • Curve C3 represents the stress exerted on the first liner by a conventional blade, thus without anchoring, as a function of the speed of rotation of the motor.
  • Curve C4 represents the stress exerted on the first lining by a blade of the friction disk of the invention, thus with anchoring, as a function of the speed of rotation of the motor.
  • the invention relates to a motor vehicle clutch which comprises a reaction plate intended to be wedged in rotation on a drive shaft, a friction disc bearing friction linings and intended to be wedged in rotation on a driven shaft, a pressure plate capable of pressing the friction disc on the reaction plate, elastic means with axial action acting on the pressure plate and a friction disc as described above.
  • a friction disc provides the friction lining of the clutch, a longer life compared to those of a conventional clutch.
  • the friction disk and the clutch according to the invention comprise various variants, modifications and improvements which will become apparent to those skilled in the art, being understood that these variants, modifications and improvements are within the scope of the invention, as defined by the claims which follow.

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Abstract

L'invention concerne un disque de friction d'embrayage comportant un disque- support (120) apte à être monté autour d'un arbre central de rotation et une pluralité de pales (131) fixées individuellement les unes à la suite des autres sur une face (121) dudit disque-support, chaquepale (131) comprenant une zone d'extrémité fixe (131a), par laquelle la pale est fixée sur le disque- support, et une zone d'extrémité libre (131b), la zone d'extrémité libre (131b) de chaque pale progressivecomportant au moins un ancrage (200) apte à se loger entre le disque-support (120) et la zone d'extrémité fixe (131b) d'une pale voisine suivante (131-i). L'invention concerne également un embrayage, notamment pour véhicule à moteur, comportant un tel disque de friction.

Description

DISQUE DE FRICTION D'EMBRAYAGE ET EMBRAYAGE
COMPORTANT UN TEL DISQUE
DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne un disque de friction d'embrayage équipé d'un ensemble de pales progressives dont une extrémité de chaque pale est fixée sur le disque-support et l'autre extrémité est maintenue sous la pale voisine. L'invention concerne également un embrayage comportant un tel disque de friction. L'invention trouve des applications dans le domaine des embrayages de véhicules à moteur et, en particulier, dans le domaine des embrayages de véhicules automobiles.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Dans le domaine des embrayages de véhicules à moteur, il est connu d'utiliser un disque de friction pour transmettre le couple entre le moteur et la boîte de vitesse. Un disque de friction d'embrayage classique comprend un disque-support en tôle d'acier portant sur chacune de ses faces une garniture de friction constituée par un disque épais en matériau de friction.
De manière connue, ces garnitures de friction sont destinées à être serrées entre des plateaux de pression et de réaction de l'embrayage. Ces plateaux d'embrayage sont liés en rotation à un arbre moteur (le vilebrequin du moteur dans une application au véhicule automobile), tandis que le disque de friction est calé en rotation, par l'intermédiaire de son moyeu, sur un arbre mené (l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses dans une application au véhicule automobile). En position embrayée, le plateau de pression assure l'adhérence du disque de friction sur le plateau de réaction. En phase de débrayage, le plateau de pression libère les garnitures de friction ce qui conduit à désengager l'arbre moteur de l'arbre mené de la boîte de vitesse.
En phase de ré-embrayage, les garnitures sont fortement sollicitées et ont tendance à se déformer de manière non contrôlée en créant alors des discontinuités dans la transmission du couple qui s'accompagnent d'un phénomène de broutement avec des à-coups très inconfortables et préjudiciables à la conduite du véhicule. Pour limiter ce phénomène de broutement, il est connu de fixer, sur une première face du disque-support, des pales progressives. Un exemple d'un disque de friction comportant de telles pales progressives est représenté sur la figure 1 . Selon cet exemple, le disque de friction 100 comporte :
- un disque-support 120 ayant une première face 121 et une seconde face 122,
- un ensemble 130 de pales progressives 131 , appelées plus simplement pales, fixées sur la première face 121 du disque-support,
- une première garniture de friction 140 et une seconde garniture de friction 150 montées, respectivement, sur la première face 121 et la seconde face 122 du disque support, et
- un clinquant 1 10 fixé sur la première garniture de friction 140 et monté entre les pales progressives 131 et ladite première garniture.
Les éléments cités ci-dessus qui forment le disque de friction, à savoir le disque-support, les pales progressives, les garnitures de friction et le clinquant, sont coaxiaux autour d'un axe de rotation X.
Les pales progressives 131 de l'ensemble 130 sont positionnées les unes à la suite des autres sur une zone annulaire du disque-support 120. Chaque pale 131 comporte une zone d'extrémité fixe, par laquelle la pale 131 est fixée individuellement sur le disque-support 120, une zone d'extrémité 131 b libre, qui est libre de toute fixation, et une zone centrale 131 c par laquelle la pale 131 est fixée sur la première garniture de friction 140. Chaque pale 131 a une forme cambrée destinée à compenser, par écrasement, les déformations des garnitures de friction afin de maintenir les deux garnitures de friction 140, 150 dans des plans parallèles.
Une telle configuration offre ainsi une progressivité douce, en phase de ré- embrayage. Cependant, cette configuration présente des inconvénients en présence d'effets centrifuges. En effet, pour permettre leur écrasement, les pales 131 progressives ont une épaisseur fine par rapport à l'épaisseur du disque-support 120. En conséquence, la zone d'extrémité libre 131 b de la pale est sensible à toute contrainte et pression. Elle est donc sensible aux effets centrifuges. Ainsi, sous l'effet des forces centrifuges générées par la rotation du moteur, la zone d'extrémité libre des pales se soulève, entraînant une contrainte mécanique dans la première garniture de friction voire même une déformation de ladite première garniture. Un exemple des effets des forces centrifuges sur le disque de friction 100 est représenté sur les figures 2A et 2B. Plus précisément, les figures 2A et 2B représentent les déplacements axiaux, en millimètres, des éléments constituant le disque de friction 100, respectivement, lorsque le moteur ne tourne pas (régime de rotation nul) et lorsque le moteur tourne à un régime de 7000 Tr/min. Ces figures montrent que sous l'effet des forces centrifuges générées par le moteur en rotation, les pales 131 se déplacent axialement, entraînant une traction - c'est-à-dire une contrainte mécanique - au sein des matériaux de la garniture de friction.
Or, si cette contrainte mécanique centrifuge appliquée aux garnitures de friction dépasse le taux de contrainte admissible, les garnitures de friction peuvent se casser, endommageant alors l'ensemble de l'embrayage
RESUME DE L'INVENTION
Pour répondre au problème évoqué ci-dessus de la contrainte mécanique centrifuge dans les garnitures de friction, le demandeur propose un disque de friction dans lequel l'extrémité libre de chaque pale progressive est ancrée sous la pale voisine de sorte à limiter le soulèvement de ladite extrémité libre.
On appelle « soulèvement », le déplacement axial d'une partie d'une pale suivant l'axe de rotation X du disque de friction d'embrayage.
Selon un premier aspect, l'invention concerne un disque de friction d'embrayage comportant un disque-support apte à être monté autour d'un arbre central de rotation et une pluralité de pales fixées individuellement les unes à la suite des autres sur une face dudit disque-support. Chaque pale comprend
- une zone d'extrémité fixe, par laquelle la pale est fixée sur le disque-support, et
- une zone d'extrémité libre.
Le disque de friction se caractérise par le fait que la zone d'extrémité libre de chaque pale progressive comporte au moins un ancrage apte à se loger entre le disque-support et la zone d'extrémité fixe d'une pale voisine suivante.
L'« ancrage » est une pièce rapportée sur ou découpée dans la zone d'extrémité libre de la pale, et destinée à être insérée sous la pale voisine pour limiter les déplacements axiaux de l'extrémité libre de la pale. La « pale voisine » est la pale qui est contigue à une pale donnée dans la zone annulaire du disque-support. L'expression « pale voisine » s'entend pour la pale contigue suivant la pale donnée dans le sens direct de transmission du moteur vers la boîte de vitesse, la pale voisine précédent la pale donnée dans le sens direct de transmission du moteur étant nommée « pale voisine précédente ».
L'ancrage de chaque pale sous la pale voisine permet de limiter le soulèvement de l'extrémité libre de la pale tout en permettant les autres déplacements nécessaires à la fonction de progressivité de ladite pale.
De façon avantageuse, l'ancrage de chaque pale est implanté sur un côté de la pale en regard de la pale voisine suivante. De cette façon, chaque pale est ancrée sous la pale progressive voisine suivante.
Selon certains modes de réalisation, l'ancrage est une patte de maintien découpée dans la zone d'extrémité libre de la pale. Ces modes de réalisation permettent de fabriquer l'ancrage au cours d'une même étape de découpe que celle de la pale. De façon avantageuse, lorsque le disque de support comporte des évidements, l'ancrage est positionné dans l'un de ces évidements, ledit évidement formant alors un logement de réception de l'ancrage. Ainsi logé dans un évidement du disque- support, l'ancrage ne génère aucune surépaisseur dans le disque de friction.
Selon certaines variantes, lorsque la pale progressive-est fixée sur le disque- support par au moins deux rivets, l'ancrage de la pale voisine précédente est positionné dans un intervalle entre les deux rivets. L'ancrage est alors ancré à un emplacement optimal dans lequel le soulèvement de la zone d'extrémité de la pale est minimal.
Selon d'autres variantes, la zone d'extrémité fixe de la pale progressive comporte un débord sous lequel est logé l'ancrage de la pale voisine précédente. Ce débord peut être une découpe en saillie réalisée dans un côté de la zone d'extrémité fixe de la pale. L'existence d'un débord offre une gamme plus importante de formes de pales et d'ancrages, la forme et les dimensions du débord pouvant s'adapter à la forme et aux dimensions des ancrages. De façon avantageuse, lorsque l'ancrage est une patte de maintien, la patte de maintien comporte au moins un pli de matière assurant un dénivelé négatif au sein de la patte de maintien. Ce dénivelé négatif permet d'insérer, sans la déformer, la patte de maintien sous la pale voisine.
De façon avantageuse, la zone d'extrémité fixe de la pale progressive est agencée axialement entre la première garniture de friction et le disque-support, ou entre le clinquant intermédiaire sur lequel est fixée la première garniture de friction et le disque-support.
De façon avantageuse, la première garniture de friction ou le clinquant intermédiaire sur lequel est fixée la première garniture de friction est en recouvrement axial, notamment avec jeu axial, de la zone d'extrémité fixe de la pale progressive.
De façon avantageuse, la zone d'extrémité fixe de la pale progressive suivante est en recouvrement axial de l'ancrage de la zone d'extrémité libre de la pale progressive, avec ou sans jeu axial.
De façon avantageuse, chaque pale comporte des plis de matière agencés circonférentiellement entre la zone d'extrémité fixe et la zone d'extrémité libre de la pale.
Selon un mode de réalisation, deux plis de matière délimitent respectivement la zone d'extrémité fixe d'une zone centrale de la pale, et la zone d'extrémité libre de la zone centrale de la pale. Ainsi, lorsque la pale est fixée sur le disque-support et sur la première garniture, la zone centrale se trouve surélevée de la hauteur des plis par rapport au plan du disque-support.
Selon un mode de réalisation, la pâle de progressivité présente deux bords latéraux entre lesquels elle s'étend circonférentiellement.
Selon un mode de réalisation, la zone d'extrémité fixe est agencée sur l'un des bords latéraux de la pale progressive. De même, la zone d'extrémité libre est agencée sur l'autre des bords latéraux de la pale progressive.
Selon un mode de réalisation, la zone d'extrémité fixe s'étend le long de l'un des bords latéraux de la pale progressive. De même, la zone d'extrémité libre s'étend le long de l'autre des bords latéraux de la pale progressive.
Autrement dit, la pale progressive est dépourvue de pied de fixation radialement décalé par rapport aux garnitures.
Selon un mode de réalisation, la pale progressive a une forme sensiblement rectangulaire ou trapézoïdale. Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un disque de friction d'embrayage comportant un disque-support apte à être monté autour d'un arbre central de rotation et une pluralité de pales fixées individuellement les unes à la suite des autres sur une face dudit disque-support, chaque pale comprenant :
- une zone d'extrémité fixe, par laquelle la pale est fixée sur le disque-support, et
- une zone d'extrémité libre,
le disque de friction se caractérisant par le fait que la zone d'extrémité libre de chaque pale progressive comporte au moins un ancrage maintenu par la zone d'extrémité fixe d'une pale voisine suivante.
Selon un mode de réalisation, l'ancrage est maintenu axialement, par la zone d'extrémité fixe de la pale voisine suivante.
Ce deuxième aspect peut en outre présenter une ou plusieurs des caractéristiques additionnelles énoncées dans le cadre du premier aspect de l'invention.
Selon un autre aspect, l'invention concerne un embrayage, notamment pour véhicule à moteur, comportant :
- un plateau de réaction destiné à être calé en rotation sur un arbre menant,
- un disque de friction tel que défini précédemment, qui porte des garnitures de friction et qui est destiné à être calé en rotation sur un arbre mené,
- un plateau de pression apte à presser le disque de friction sur le plateau de réaction, et
- des moyens élastiques à action axiale agissant sur le plateau de pression.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description, illustrée par les figures dans lesquelles :
- La figure 1 , déjà décrite, représente une vue éclatée d'un disque de friction selon l'état de la technique ;
- Les figures 2A et 2B, déjà décrites, représentent des déplacements internes au disque de friction, en fonction de la vitesse de rotation du moteur ; - La figure 3 représente une vue en perspective d'un exemple de pales progressives montées sur un disque-support du disque de friction selon la présente invention ;
- Les figures 4A et 4B représentent, respectivement, une vue en coupe d'une portion du disque de friction selon l'invention et un agrandissement d'une partie de la figure 4A ;
- La figure 5 représente une vue de dessus d'une portion de garniture de friction avec, en transparence, une pale progressive ;
- La figure 6 représente, selon une vue de dessus, un mode de réalisation de l'ancrage des pales progressives ;
- La figure 7 représente, selon une vue de dessus, un autre mode de réalisation de l'ancrage des pales progressives ;
- Les figures 8A et 8B représentent des courbes de comparaison des déplacements et contraintes au sein d'un disque de friction selon l'art antérieur et selon l'invention.
DESCRIPTION DETAILLEE D'AU MOINS UN MODE DE REALISATION
Un exemple de réalisation d'un disque de friction, dans lequel l'extrémité libre de chaque pale progressive est maintenue sous la pale voisine, est décrit en détail ci-après, en référence aux dessins annexés. Cet exemple illustre les caractéristiques et avantages de l'invention. Il est toutefois rappelé que l'invention ne se limite pas à cet exemple.
Sur les figures, les éléments identiques sont repérés par des références identiques. Pour des questions de lisibilité des figures, les échelles de taille entre éléments représentés ne sont pas respectées. De manière traditionnelle, le disque de friction comporte un disque-support et des pales progressives. Le disque-support, d'axe de rotation X, présente une zone radiale extérieure pourvue de pales progressives et un orifice central délimité par une zone radiale intérieure assurant le raccordement à un moyeu (non représenté sur les figures). Le moyeu est monté sur l'arbre mené de la boîte de vitesse et est raccordé au disque-support par un jeu de dents périphériques engrenant dans des créneaux (non visibles sur les figures) ménagés sur la zone radiale intérieure de l'orifice central.
En position embrayée, un plateau de pression applique un effort de serrage sur le disque de friction de manière à transmettre le couple produit par le moteur à la boîte de vitesse.
Le disque de friction comporte en outre deux garnitures de friction, réalisées sous la forme de couronnes rapportées et fixées de part et d'autre du disque- support. La première garniture de friction vient en prise avec le plateau de pression du mécanisme d'embrayage tandis que la seconde garniture de friction vient en appui sur le volant moteur en position embrayée. Pour augmenter sa raideur et sa durée de vie, la première garniture de friction est fixée, par exemple par collage, sur un clinquant intercalaire, lui-même fixé sur la première face du disque-support par l'intermédiaire des pales progressives. La seconde garniture de friction est quant à elle directement fixée sur la seconde face du disque-support, par exemple par collage.
Un exemple d'un disque-support 120 sur lequel sont montées des pales progressives 131 conformément à l'invention est représenté sur la figure 3. Ces pales progressives 131 , découpées dans une tôle fine, sont réparties angulairement sur le pourtour du disque-support 120, dans la zone radiale extérieure 120a du disque-support 120. Les pales progressives 131 forment ainsi, dans la zone radiale extérieure du disque-support, une couronne comportant un contour externe 130a coïncidant sensiblement avec le pourtour du disque-support 120 et un contour interne 130b.
Comme montré sur les figures 3 et 4A-4B, chaque pale 131 comporte une zone d'extrémité fixe 131 a, une zone d'extrémité libre 131 b et une zone centrale 131 c. Chaque pale 131 est solidarisée et fixée sur la bordure extérieure 120a du disque- support 120 par sa zone d'extrémité fixe 131 a au moyen de rivets 132. La zone centrale 131 c de chaque pale 131 est fixée, par exemple par des rivets 132, à la première garniture 140 par l'intermédiaire du clinquant 1 10 sur lequel est collée la première garniture 140. La zone d'extrémité libre 131 b de chaque pale est libre de fixation, c'est-à-dire qu'elle n'est fixée à aucun élément du disque de friction. Sur chacune des pales 131 , sont ménagés au moins deux plis de matière 133a, 133b délimitant, respectivement, la zone d'extrémité fixe 131 a de la zone centrale 131 c et la zone d'extrémité libre 131 b de la zone centrale 131 c. Lorsque la pale 131 est fixée sur le disque-support 120 et sur la première garniture 140, la zone centrale 131 c se trouve surélevée de la hauteur des plis 133a, 133b par rapport au plan du disque-support 120.
La zone d'extrémité libre 131 b comporte un ancrage 200 adapté pour se loger sous la zone d'extrémité fixe 131 a de la pale 131 voisine, c'est-à-dire de la pale suivante dans la zone radiale extérieure 120a. Bien entendu, l'ancrage 200 de la pale voisine précédente est adapté pour se loger sous la pale 131 . Cet ancrage 200 peut se présenter sous plusieurs formes, notamment sous la forme d'une patte de maintien qui sera décrite ultérieurement.
Dans certains modes de réalisation de l'invention, l'ancrage 200 de chaque pale 131 est logé dans un évidement 122 du disque-support 120. En effet, comme montré sur la figure 1 , le disque-support 120 comporte plusieurs évidements adaptés pour accueillir l'ancrage 200 et limiter l'encombrement axial du système. Dans certains modes de réalisation de l'invention, les pales 131 sont positionnées sur le disque- support 120 de sorte que la zone d'extrémité fixe 131 a de chaque pale 131 soit en regard d'un évidement 122 du disque-support. Ainsi, l'ancrage 200 d'une pale 131 peut être inséré dans un évidement 122. L'évidement 122 constitue alors un logement de réception de l'ancrage. Ainsi, comme montré sur les figures 4A-4B, l'ancrage 200 ne modifie pas la planéité relative des pales. Il ne modifie donc pas les propriétés d'écrasement des pales progressives. Autrement dit, lorsque le régime de rotation du moteur est nul, la présence de l'ancrage 200 ne modifie pas les distances entre la surface du disque-support 120 et les pales 131 et n'a donc pas d'effet sur le disque de friction. Par contre, à régime moteur non nul, l'ancrage a un effet de maintien de l'extrémité libre des pales, limitant alors le soulèvement de ladite extrémité libre.
La figure 5 représente une vue de dessus d'une portion de disque de friction. Cette représentation montre, en premier plan, en traits pleins, la première garniture de friction 140 et le disque-support 120, et, par transparence, en traits pointillés, une pale 131 . Cette pale 131 a une forme sensiblement rectangulaire avec un côté interne 134a et un côté arrière sensiblement à bord droit, un côté externe 134c à bord biseauté et un côté avant 134d découpé. Ce côté découpé 134d est la bordure de la zone d'extrémité libre 131 b contenant l'ancrage 200. Dans l'exemple de la figure 5, l'ancrage 200 est donc une pièce découpée dans la tôle de la pale 131 . L'homme du métier comprendra toutefois que l'ancrage 200 peut également être une pièce indépendante de la pale 131 , rapportée et fixée sur la pale 131 par tout moyen de fixation connu.
Comme représenté sur la figure 5, la pale 131 et la première garniture de friction 140 comportent toutes deux des orifices 136 prévus pour être alignés et ainsi recevoir des rivets 132 de dimensions appropriées. Ces rivets 132 permettent de fixer la zone centrale 131 c de la pale 131 sur la première garniture 140, à travers un clinquant 1 10.
Dans certains modes de réalisation, et comme représenté en pointillés sur la figure 5, la zone centrale 131 c de la pale peut comporter une découpe en H qui permet de contrôler la déformation de la zone centrale 131 c de la pale, notamment lors des phases de ré-embrayage.
Comme évoqué précédemment, l'ancrage 200 peut prendre plusieurs formes. Dans certains modes de réalisation, l'ancrage 200 est une patte de maintien découpée dans la zone d'extrémité libre de chaque pale 131 , comme représenté sur la figure 6. Par exemple, la patte de maintien 200 peut être en forme de crochet plat, en forme de T ou de demi T, ou en toute autre forme permettant d'ancrer l'extrémité libre d'une pale avec la pale voisine. Dans l'exemple de la figure 6, la patte de maintien 200 comporte une jambe 210 solidaire de la zone d'extrémité libre 131 b et un pied 220 apte à s'ancrer sous la pale voisine 131 -i. La patte de maintien 200 comporte, en outre, un ou plusieurs plis de matière 230 réalisés à la jonction entre la jambe 210 et la zone d'extrémité libre 131 b de la pale. Ce/ces plis 230 permettent de générer un dénivelé négatif entre la zone d'extrémité libre 131 b et le dessous de la pale voisine 131 -i par lequel le pied 220 de la patte de maintien peut s'ancrer sous la pale voisine 131 -i.
Dans la représentation de la figure 6, la patte de maintien 200 est montrée au- dessus de la pale voisine 131 -i, pour des raisons de lisibilité de la figure. Toutefois, l'homme du métier comprendra qu'elle est en réalité positionnée en-dessous de la zone d'extrémité fixe 131 a-i de la pale voisine 131 -i, de la même façon que la patte de maintien 200-i est insérée sous la pale 131 -j et que la patte de maintien 200-k est insérée sous la pale 131 .
Dans certains modes de réalisation, comme représenté sur la figure 6, la patte de maintien 200 est adaptée pour être insérée sous la pale voisine, dans l'intervalle entre les rivets 132 de fixation de la zone d'extrémité fixe 131 a sur le disque-support 120. L'homme du métier comprendra que la patte de maintien 200 peut être insérée sous tout endroit de l'extrémité fixe de la pale voisine, mais qu'une insertion proche d'au moins un des rivets 132 permet de limiter les déformations de la patte de maintien et donc d'assurer un maintien plus ferme de l'extrémité libre de la pale.
Dans certains modes de réalisation, l'extrémité fixe 131 a de chaque pale peut comporter un débord 300 sous lequel la patte de maintien 200 vient se loger. Le débord 300 est une excroissance de la zone d'extrémité fixe 131 a de la pale formée sur le côté arrière 134b ou le côté interne 134a de la pale. Le débord 300 peut être une découpe en saillie sur un des côtés de la zone d'extrémité fixe ou bien une pièce rapportée et fixée sur un de ces côtés. Dans l'exemple de la figure 7, le débord 300-i de la pale voisine 131 -i est une découpe en saillie sur le côté interne 134a-i de la pale 131 -i, sous laquelle est logée la patte de maintien 200 de la pale 131 . Comme pour la figure 6, la patte de maintien 200 est montrée au-dessus de la pale voisine 131 -i pour des raisons de lisibilité de la figure. L'homme du métier comprendra cependant que la patte de maintien est en réalité positionnée en-dessous du débord 300-i pour les raisons évoquées précédemment.
Dans l'exemple de la figure 7, le débord 300-i étant sur le côté interne de la pale 131 -i, la patte de maintien 200 est découpée dans la zone d'extrémité libre 131 b à proximité du côté interne 134a de la pale 131 . D'autres emplacements du débord 300, par exemple le milieu du côté arrière 134b de la pale (exemple de la figure 6) et d'autres emplacements et formes de la patte de maintien 200 peuvent bien entendu être envisagés, dès lors que la patte de maintien a un positionnement et une forme adaptés au positionnement et à la forme du débord 300.
Quel que soit le mode de réalisation, l'ancrage 200 de chaque pale 131 prolonge la zone d'extrémité libre 131 b de la pale jusque sous la zone d'extrémité fixe 131 a de la pale voisine de sorte que l'extrémité libre de chaque pale montée sur un disque-support est maintenue par la pale voisine. Ainsi ancrée sous la pale voisine, l'extrémité libre des pales est limitée en déplacement axial, ce qui permet de réduire, voire éviter, le soulèvement de la pale contre la première garniture de friction et, donc réduire le stress mécanique dans ladite première garniture.
Des exemples de courbes du déplacement de l'extrémité libre de la pale, avec et sans l'ancrage, sont représentées sur la figure 8A. La courbe C1 représente le déplacement de l'extrémité libre d'une pale classique, donc sans ancrage, en fonction de la vitesse de rotation du moteur. La courbe C2 représente le déplacement de l'extrémité libre d'une pale du disque de friction de l'invention, donc avec ancrage, en fonction de la vitesse de rotation du moteur. Ces courbes montrent qu'au-delà d'une rotation moteur de 2000 Tr/min, l'ancrage du disque de friction de l'invention permet de réduire le déplacement axial de l'extrémité libre de la pale et que le gain, en termes de déplacement axial, est significatif dès 4000 Tr/min.
Des exemples de courbes de la contrainte exercée sur la première garniture de friction par l'extrémité libre d'une pale, avec et sans ancrage, sont représentées sur la figure 8B. La courbe C3 représente la contrainte exercée sur la première garniture par une pale classique, donc sans ancrage, en fonction de la vitesse de rotation du moteur. La courbe C4 représente la contrainte exercée sur la première garniture par une pale du disque de friction de l'invention, donc avec ancrage, en fonction de la vitesse de rotation du moteur. Ces courbes montrent que dès 1500-2000 Tr/min, la contrainte sur la garniture de friction est moindre lorsque la pale est équipée d'un ancrage et que la différence de contrainte est significative dès 4000 Tr/min. Ces courbes montrent également qu'à 7000 Tr/min, le taux de contrainte admissible C5 n'est pas atteint par la courbe C4 alors qu'il est atteint et même dépassé par la courbe C3, ce qui signifie qu'à 7000 Tr/min, la garniture de friction n'est pas abimée lorsque les pales du disque de friction sont équipées d'ancrage. Ainsi, le disque de friction qui vient d'être décrit permet de réduire la contrainte mécanique générée par les pales, en présence d'effets centrifuges, dans les garnitures de friction et donc de maintenir les garnitures de friction dans un état optimal.
Selon un autre aspect, l'invention concerne un embrayage de véhicule à moteur qui comporte un plateau de réaction destiné à être calé en rotation sur un arbre menant, un disque de friction portant des garnitures de friction et destiné à être calé en rotation sur un arbre mené, un plateau de pression apte à presser le disque de friction sur le plateau de réaction, des moyens élastiques à action axiale agissant sur le plateau de pression et un disque de friction tel que décrit précédemment. Un tel disque de friction assure, aux garnitures de friction de l'embrayage, une durée de vie prolongée par rapport à celles d'un embrayage classique.
Bien que décrit à travers un certain nombre d'exemples, variantes et modes de réalisation, le disque de friction et l'embrayage selon l'invention comprennent divers variantes, modifications et perfectionnements qui apparaîtront de façon évidente à l'homme du métier, étant entendu que ces variantes, modifications et perfectionnements font partie de la portée de l'invention, telle que définie par les revendications qui suivent.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Disque de friction d'embrayage comportant un disque-support (120) apte à être monté autour d'un arbre central de rotation et une pluralité de pales (131 ) fixées individuellement les unes à la suite des autres sur une face (121 ) dudit disque- support, chaque pale (131 ) comprenant
- une zone d'extrémité fixe (131 a), par laquelle la pale est fixée sur le disque- support, et
- une zone d'extrémité libre (131 b),
caractérisé en ce que la zone d'extrémité libre (131 b) de chaque pale progressive comporte au moins un ancrage (200) apte à se loger entre le disque-support (120) et la zone d'extrémité fixe (131 b) d'une pale progressive voisine suivante (131 -i).
2. Disque de friction d'embrayage selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'ancrage (200) de chaque pale progressive est implanté sur un côté (134d) de la pale (131 ) en regard de la pale voisine suivante (131 -i).
3. Disque de friction d'embrayage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'ancrage (200) est une patte de maintien découpée dans la zone d'extrémité libre (131 b) de la pale progressive.
4. Disque de friction d'embrayage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le disque de support (120) comporte des évidements (122), caractérisé en ce que l'ancrage est positionné dans l'un des évidements du disque-support, ledit évidement formant un logement de réception de l'ancrage.
5. Disque de friction d'embrayage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, chaque pale (131 ) progressive étant fixée sur le disque- support par au moins deux rivets (132), l'ancrage est positionné dans un intervalle entre les deux rivets.
6. Disque de friction d'embrayage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la zone d'extrémité fixe (131 b) de la pale progressive comporte un débord (300) sous lequel est logé l'ancrage (200) de la pale voisine précédente (131 -k).
7. Disque de friction d'embrayage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le débord (300) est une découpe en saillie réalisée dans un côté (134d) de la zone d'extrémité fixe de la pale progressive.
8. Disque de friction d'embrayage selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que la patte de maintien (200) comporte au moins un pli de matière (230) assurant un dénivelé négatif au sein de la patte de maintien.
9. Embrayage, notamment pour véhicule à moteur, comportant :
- un plateau de réaction destiné à être calé en rotation sur un arbre menant,
- un disque de friction (100) portant des garnitures de friction (140, 150) et destiné à être calé en rotation sur un arbre mené,
- un plateau de pression apte à presser le disque de friction sur le plateau de réaction, et
- des moyens élastiques à action axiale agissant sur le plateau de pression, caractérisé en ce que le disque de friction (100) est conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 8.
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