Brevet FR2324944A1 — publié le 19770415

La présente invention concerne des dispositifs de friction, et plus particulièrement des dispositifs de friction à disques à refroidissement par liquide, du Sype comprenant des organes de friction rotatifs et non rotatifs, ainsi que des moyens pour solliciter lesdits organes à venir en contact de frottement, en vue de mettre en prise ledit dispositif0 Des dispositifs de friction à disques multiples du type ci-dessus peuvent entre utilisés dans de nombreuses installations et elles conviennent particulièrement à une utilisation dans des conditions de travail très dures, comme dans les freins. Par exemple, de tels freins peuvent etre installés dans divers engins de travail de la terre, dans des tracteurs, des remorques, des camions, des autobus et autres véhicules.En outre, ces dispositifs de friction peuvent strie utilisés dans diverses installations industrielles comprenant des machines lourdes. l'un des problèmes rencontrés dans les dispositifs de friction de ce type est la dissipation de la chaleur engendrée lorsque les organes de friction sont mis en contact de frottement l'un avec l'autre, et des efforts ont été faits pour résoudre ce problème en faisant circuler un liquide à travers la structure du dispositif de friction. Toutefois, dans certains dispositifs de friction du type ci-dessus, des difficultés ont été rencontrées en ce qui concerne la circulation du liquide d'une manière qui permette d'obtenir un refroidissement approprié et qui favorise une action de freinage plus efficace. Dans des dispositifs de friction connus du type cidessus, les organes de friction comprennent, chacun, au moins un disque annulaire Le disque annulaire qui fait partie de l'un des organes de friction comprend une plaque centrale plane et des anneaux en matériau de friction fixés sur les faces opposées de la plaque, le matériau de friction étant rainuré et entaillé habituellement suivant le rayon et suivant la corde. Les problèmes associés à ces disQues d'usage courant ont été fréquemment débattus, en particulier dans des communications respectives de Â.J. Lecroix et de Romas B. Spokes lues devant la "Society of Âutomotive Engineers" (ladustrial MacEinery Meetings} à Milwaukee (Etats-Udis d'érique) lors de réunions qui se sont tenues respectivement entre le 14 et le 17 Septembre 1964 et entre le 9 et le 12 Septembre 1968. Conformén'nt a la présente invention, dans un disposi- tif de friction du type défini ci-dessus, l'un des organes de friction comprend au moins un disque qui comprend lui-même une plaque centrale plane présentant des lobes faisant saillie radialement et un matériau de friction fixé sur les faces opposées de chaque lobe, les espaces compris entre les lobes formant des passages destinés à l'écoulement de liquide à travers le dispositif au cours d'une rotation relative entre les organes de freinage. Avec cette disposition, il n'est plus nécessaire, maintenant, de prévoir des conduits de circulation de liquide dans les faces du matériau de friction. Il est bien entendu, toutefois, que, si l'on utilise un matériau de friction fritté, ce matériau peut comprendre des cordons disposés de manière connue de façon à éviter ou à réduire la formation d'une couche de liquide entre le matériau de friction et la face d'un disque associé avec laquelle ledit matériau de friction est appelé à venir en prise. Une telle couche de liQsside, lorsqu'elle est présente4 tend à contrecarrer la mise en prise rapide du matériau de friction et du disque associé. Avantageusement, l'aire (vue de côté) de l'espace compris entre les lobes est égale à l'aire des rainures et encoches d'un disque annulaire équivalent. On conserve ainsi l'aire efficace du matériau de friction, mais les espaces précités constituent des passages de liquide bien plus larges et bien plus efficaces. De préférence, le matériau de friction est situé au mEme rayon moyen sur chaque lobe, de sorte que la caractéris- tique de fonctionnement peut strie calculée avec précision Cela est particulièrement nécessaire si le dispositif de friction est utilisé comme frein utilisant l'action amplificatrice d'un dispositif d'asservissement ou auto-activant, tel que ceux qui sont couramment employés dans les tracteurs agricoles dans lesquels le dispositif de friction est appliqué contre un disque associé par montée d'une bille le long d'une rampe et dans lesquels, lorsque ledit dispositif de friction vient en prise avec le disque, la montée de la bille le long de la rampe est accentuée. Un avantage de la disposition conforme a' l'invention réside en ce que la plaque centrale est plus petite et plus légère gue dans les constructions connues jusqu'à présent. Dans un mode d'exécution préféré utilisant deux lobes, ces derniers peuvent présenter des bords parallèles et ils peuvent donc titre formés à partir d'une meme bande de matériau destiné à constituer la plaque centrale. Bien entendu, on pourrait découper une pluralité de plaques centrales dans une meme bande allongée. Un autre avantage réside en ce que la présente invention permet d'économiser le matériau de friction, étant donné qu'il n'est plus nécessaire d'usiner les rainures et encoches dans ledit matériau après gue ce dernier a été fixé sur la plaQue centrale.En outre, on économise une étape d'usinage Bien que le dispositif de friction conforme à 1 'inven- tion soit destiné en premier lieu å entre utilisé dans un frein à disques multiples immergé dans l'huile, il pourrait aussi entre utilisé comme embrayage. Uh frein ou embrayage t'immergé dans l'huilez comprend des dispositions suivant lesquelles le matériau de friction est partiellement recouvert par le liquide en configuration immobile, c 'est-à-dire de non-freinage, et cela sera le cas dans la majorité des applications. La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donnée à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention. La figure 1 est une vue en élévation latérale d'un organe de friction; La figure 2 est une vue en bout, partiellement en coupe suivant la ligne 2-2, de l'organe de friction représenté à la figure 1; La figure 3 est une vue en élévation latérale d'un organe de friction suivant une variante; La figure 4 est une vue en coupe, suivant la ligne 4-4, de l'organe de friction représenté à la figure 3; et La figure 5 est une vue en plan montrant une bande de matériau dans laquelle on peut découper les organes de friction. L'organe de friction représenté aux figures 1 et 2 présente la forme d'un disque comprenant une plaque centrale plane et rigide 1, qui est obtenue par découpage d'une bande présentant deux bords parallèles qui constituent deux bords parallèles opposés 2 aUdit organe0 La plague comprend deux portions opposées 3, de forme arquée, qui définissent deux lobes diamétralement opposés présentant deux faces parallèles opposées auxquelles sont fixées des bandes 5 de matériau de friction de contour arqué. La plaque centrale 1 et les bandes 5 sont pourvues de fentes radiales 6 alignées de façon à faciliter l'écoulement de liquide.Les espaces 7 définis entre les lobes 4 à l'extérieur des bords 2 constituent des passages à travers lesquels le liquide peut s'écouler axialement et radialement vers des ouvertures 8 ménagées dans la plaque centrale 1. Si le matériau de -friction est un matériau fritté, les faces opposées de freinage peuvent comprendre des rainures arguées qui définissent des cordons concentriques ou sensiblement concentriques, de construction connue, destinés à éviter ou à réduire la formation d'une couche liquide entre le matériau de friction et la face d'un disque associé avec laquelle ledit matériau est appelé à venir en prise. Les rainures arquées peuvent comprendre des portions de rainures concentriques. Toutefois, elles sont de préférence constituées par des portions radialement espacées les unes des autres et appartenant à une meme rainure en spirale. Sur les figures 3 et 4, on a représenté un organe de friction comprenant une plaque centrale 9 pourvue de trois lobes 10 espacés angulairement et dont chacun présente deux faces opposées sur lesquelles sont fixées des bandes Il de matériau de friction. Les espaces 12 situés entre les lobes adjacents constituent les passages de liquide. Dans un dispositif de friction du type défini plus haut, l'organe de friction rotatif comprend un organe de friction tel que décrit aux figures 1 et 2 ou aux figures 3 et 4. Dans le cas où le dispositif de friction comprend un frein de véhicule du type à disques multiples, chaque disque rotatif comprend un organe de friction tel que décrit en regard des figures 1 et 2 ou des figures 3 et 4. En fonctionnement, lors de la rotation des organes rotatifs, le liquide circule à travers la structure du dispositif, -a travers les passages précités, de manière à dissiper la chaleur engendrée par le contact de frottement des organes de friction. La vue en plan de la figure 5 montre une bande de métal 13 présentant deux bords parallèles et dans laquelle on peut découper des plagues centrales 14 et 15. La plague centrale 14 est du type utilisé dans la présente invention et elle est semblable à la plaque à deux lobes représentée aux figures 1 et 2, sauf en ce que les bords d'extrémité 16 sont concaves vers l'intérieur. La plaque centrale 15 est utilisée dans un organe de friction circulaire du type classique. Pour économiser le matériau, il est préférable de découper les plaques 14 et 15 de façon alternative étant donné qu'une portion du bord périphérique des plaques 15 peut titre constituée de matériau qui, autrement, constituerait un déchet lors de la production des plaques 14. il va de soi que le mode de réalisation décrit n'est qu'un exemple et qu'il serait possible de le modifier, notamment par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REiJ-8-TONG 1. dispositif de friction à disques à refroidissement par liquide, du type comprenant des organes de friction rot a tifs et non rotatifs, aiusi que des moyens pour solliciter lesdits organes de manière qu'ils viennent en contact de frottement en vue de mettre en prise ledit dispositif, caractérisé en ce que l'un des organes de friction comprend au moins un disque qui comprend lui-mtme une plaque centraie plane présentant des lobes faisant saillie radialement, et un matériau de friction fixé sur les faces opposées de chaque lobe, les espaces compris entre les lobes formant des passages destinés à l'écoulement de liquide à travers le dispositif au cours d'une rotation relative entre les organes de friction. 2. Dispositif de friction suivant la revendication 1, du type dans lequel les organes de friction rotatifs et non rotatifs comprennent chacun une pluralité de disques, caractérisé en ce que chaque disque faisant partie de l'organe de friction rotatif comprend une plaque centrale plane présentant des lobes faisant saillie radialement ainsi qu'un matériau de friction fixé sur les faces opposées desdits lobes, les espaces compris entre les lobes formant des passages destinés à l'écoulement de liquide à travers le dispositif au cours d'une rotation relative entre les disques. 3. Organe de friction destiné à faire partie d'un dispositif de friction du type comprenant des organes de friction rotatifs et non rotatifs ainsi que des moyens pour solliciter lesdits organes à venir en contact de friction en vue de mettre en prise ledit dispositif, ledit organe de friction comprenant un disque, caractérisé en ce que ledit disque comprend une plaque centrale plane présentant des lobes faisant saillie radialement ainsi qu'un matériau de friction fixé sur les faces opposées de chague lobe, les espaces compris entre les lobes formant des passages destinés à l'écoulement de liquide, lorsque ledit organe de friction est installé dans ledit dispositif de friction. 4. Organe de friction suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la plaque centrale est pourvue d'une paire de lobes diamétralement opposés, 5. Organe de friction suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les bords périphériques de la plaque centrale sont concaves intérieurement, et en ce que ladite plaque centrale est obtenue par découpage d'une bande dans une zone de cette bande comprise entre deux régions circulaires adaptées à constituer des plaques centrales circulaires présentant, chacune, le long de leur bord périphérique, des portions constituées de matériau faisant partie des espaces entre les lobes. 6. Organe de friction suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la plaque centrale comprend trois lobes espacés angulairement. 7. Organe de friction suivant l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que lesdits lobes présentent un contour arqué, et en ce que ledit matériau de friction comprend des bandes de contour argué correspondant fixées sur les faces parallèles desdits lobes0 8o Organe de friction suivant l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que ledit matériau de friction est situé au meme rayon moyen sur chaque lobe, 9. Organe de friction suivant l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que ledit matériau de friction est un matériau fritté et en ce que la face externe ou de freinage dudit matériau est pourvue de cordons.