Brevet FR2424440A1 — publié le 19791123

L'invention se rapporte à un disque de friction et notamment, à un disque de friction susceptible d'équiper un embrayage de vehicule automobile, Les disques de friction équipant les embrayages comprennent généralement une partie annulaire munie de garnitures de friction, un moyeu coaxial à ladite partie annulaire, et des moyens de transmission de couple disposés entre le moyeu et la partie annulaire. Les moyens de transmission de couple ont pour double fonction d'assurer la transmission du couple moteur entre le moyeu et la partie annulaire et de permettre un certain débattement circonférentiel entre ces deux parties de façon à assurer un amortissement élastique des vibrations parasites qui se produisent notamment lors d'une mise en oeuvre brutale de l'embrayage. En outre, l'amortissement ainsi réalisé ne doit pas être quelconque mais répondre à des critères bien précis, en particulier en ce qui concerne la courbe de variation de l'angle de rotation relative entre la partie annulaire et le moyeu en fonction du couple transmis. Cette courbe doit être telle que l'angle de rotation entre la couronne et le moyeu doit décroître au fur et à mesure de l'augmentation du couple transmis, et cette variation doit s'effectuer de façon aussi continue que possible.En outre, les embrayages étant le plus souvent réversibles, il est souhaitable que cette courbe soit symétrique. On connaît de nombreuses solutions à ce problème, parmi lesquelles la solution la plus couramment utilisée consiste à assurer la transmission du couple à l'aide de ressorts hélicoldaux de raideur différente dont certains n'agissent qu'au delà d'un certain angle de rotation entre la partie annulaire et le moyeu. Cependant, outre que de telles solutions ne permettent pas d'obtenir des courbes de variation de l'angle de rotation réellement continues par suite de l'intervention fractionnée des différents ressorts, elles sont relativement complexes et entraînent donc à la fois une augmentation sensible du coût du disque ainsi qu un risque accru de défail lance-ou de mauvais fonctionnement des moyens de transmission. On connaît également des solutions dans lesquelles la transmission du couple est assurée par des blocs de caoutchouc vulcanisés sur des surfaces en vis-à-vis associées au moyeu et à la partie annulaire du disque. Par rapport aux solutions précédentes, un amortissement de ce type est sensiblement plus simple et permet en outre d'obtenir une courbe de variation de l'angle de rotation de la partie annulaire par rapport au moyeu sensiblement continue. Cependant, cette solution présente le double inconvénient que la vulcanisation du caoutchouc est suivie d'un rétreint qui pose un certain nombre de problèmes lors de la fabrication de tels disques, et qu'il est difficile à l'heure actuelle de pouvoir disposer d'un caoutchouc possédant les caractéristiques d'amortissement souhaitées et conservant ces caractéristiques tout au long de la vie de l'embrayage. On connaît enfin des moyens de transmission de couple constitués par une tôle découpée de telle sorte que la partie annulaire et le moyeu soient reliés par des bras rectilignes qui s'étendent le long d'un rayon du disque et qui sont susceptibles de venir en butée contre d'autres parties de la tôle découpée lorsque la partie annulaire a tourné d'un angle prédéterminé par rapport au moyeu, de telle sorte que l'angle de rotation relative entre la partie annulaire et le moyeu diminue au-delà d'un certain couple transmis. Bien qu'une telle solution soit d'une réalisation particulièrement simple et ne pose pas de problème de fabrication ou de fiabilité, elle présente, elle aussi, l'inconvénient que la courbe de variation de l'angle de rotation entre la partie annulaire et le moyeu en fonction du couple transmis n'est pas continue mais présente un point anguleux par suite du fait que la variation de l'amortissement est obtenue par la venue en butée des bras contre une autre partie de la tôle. L'invention propose une nouvelle solution qui permet de ré soudre l'ensemble des problèmes posés par les solutions antérieures, c'est-à-dire d'obtenir à la fois une courbe de variation de l'angle de rotation entre la partie annulaire et le moyeu en fonction du couple transmis qui soit continue et aussi voisine que possible de la courbe idéale et ceci à l'aide de moyens de transmission particulièrement simples, et donc d'un coût relativement bas et d'une très bonne fiabilité. Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu à l'aide d'un disque de friction comprenant une partie annulaire munie de garnitures de friction, un moyeu coaxial à la partie annulaire, et des moyens de transmission de couple disposés entre le moyeu et la partie annulaire, les moyens de transmission de couple comprenant au moins une plaque associée a la partie annulaire par sa périphérie externe et au moyeu par sa périphérie interne, des ouvertures étant ménagées dans la plaque pour définir entre les périphéries interne et externe des bras susceptibles de se déformer pour relier élastiquement la partie annulaire au moyeu, caractérisé en ce que la longueur moyenne de chacun des bras est supérieure à la distance radiale séparant les périphéries interne et externe. Grâce à une telle caractéristique, chacun des bras défini dans la plaque est principalement soumis à des efforts de flexion pour des angles de rotation entre la partie annulaire et le moyeu relativement faible, et à des efforts d'allongement pour des angles de rotation relativement élevés. Etant donné que le déplacement relatif entre les extrémités d'une poutre qui travaille à la flexion est sensiblement plus important que le déplacement des extrémités d'une poutre qui travaille à l'allongement, il en résulte que la courbe de variation de l'angle de rotation relative entre la partie annulaire et le moyeu en fonction du couple transmis correspond à la courbe souhaitée. Conformément à un autre aspect de l'invention, une telle caractéristique peut être obtenue soit en disposant les extrémités de chacun des bras sur un même rayon du disque, les bras étant alors ondulés de façon à augmenter leur longueur moyenne soit en disposant les extrémités de chacun des bras sur deux rayons du disque différents, les bras pouvant être alors rectilignes ou ondulés selon que le décalage entre les rayons du disque sur lesquels sont situées chacune des extrémités du bras est important ou réduit. En outre, et bien que la courbe de variation de l'angle en fonction du couple appliqué reste sensiblement symétrique lorsque les bras sont ondulés de façon dissymétrique, ces derniers peuvent être groupés deux à deux de façon symétrique par rapport à un rayon du disque. On décrira maintenant différents modes de réalisation de l'invention en se référant aux dessins annexés dans lesquels - La figure 1 est une vue en plan, en coupe partielle, d'un disque d'embrayage réalisé conformément à l'invention, - La figure 2 est une vue en coupe selon la ligne 2-2 de la figure 1, - La figure 3 est une vue en plan fragmentaire d'un disque de friction réalisé selon un autre mode de réalisation de l'invention, - La figure 4 est une vue similaire à la figure 3 représenté taiit un autre mode de réalisation de l'invention, et - La figure 5 est une vue similaire aux figures 3 et 4 représentant encore un autre mode de réalisation de l'invention. Le disque d'embrayage représenté sur les figures 1 et 2 comprend une partie annulaire désignée par la référence générale 10, un moyeu 12 coaxial à la partie annulaire 10, et des moyens de transission de couple, désignés par la référence générale 14, disposés entre le moyeu 12 et la partie annulaire 10. La partie annulaire 10 comprend de façon connue une plaque en forme de disque 16 segmentée à sa partie périphérique externe, les faces opposées des segments ainsi définis dans la plaque 16 recevant par exemple par collage ou par rivetage deux garnitures de friction annulaires 18 et 20. Conformément à l'invention, les moyens de transmission de couple 14 comprennent une plaque annulaire 22 dont la périphérie externe 24 est associée à la plaque 16 au moyen de rivets circonférentiellement répartis 26, et dont la périphérie interne 28 est reçue à force sur le moyeu 12 comme le montre la Figure 2. De plus, des ouvertures 30 sont ménagées dans la plaque 22 pour définir entre les périphéries interne 28 et externe 24 de cette dernière des bras 32 susceptibles de se déformer de façon à relier élastiquement la partie annulaire 10 au moyeu 12. Comme le montre en particulier la Figure 1, chacun des bras 32 est ondulé de telle sorte que sa longueur moyenne, représentée schématiquement en traits mixtes par la ligne A, est supérieure à la distance radiale séparant les périphéries interne et externe, représentée schématiquement en traits mixtes par la ligne B.En outre, dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1 la largeur de chacun des bras 32 est sensiblement constante et identique pour chacun d'entre eux, et les extrémités 34 et 36 de chacun des bras sont situées sur un meme rayon du disque. Comme le montre en particulier la figure 2 et de façon connue, la plaque 16 s'étend radialement vers l'intérieur jusqu'au moyeu 12 et une plaque 38 s'étend de l'autre côté de la plaque 22 à la périphérie externe 24 de laquelle elle est également associée par des rivets 26. Dans leur partie radiale interne, les plaques 16 et 38 sont espacées de la plaque 22 de telle sorte que des éléments de friction annulaires 40 et 42 peuvent etre disposés de part et d'autre de la plaque 22 et associés à celle-ci au moyen de tiges 44 de façon à engager par friction les plaques 16 et 38 sous l'action de ressorts 46, tels que des rondelles Belleville portées par les tiges 44.Bien que les tiges 44 traversent les plaques 16 et 38, on remarquera que des ouvertures circonférentielles oblongues 48 sont définies dans ces dernières de façon à permettre un certain débattement axial entre le moyeu 12 et la partie annulaire 10 assurant l'efficacité des moyens de transmission 14. Le disque d'embrayage qui vient d'etre--décrit en se référant aux figures 1 et 2 fonctionne de la façon suivante Lorsque le disque est au repos, les bras 32 formés dans la plaque annulaire 22 présentent la forme représentée sur la figure 1. Lorsqu'un couple moteur doit etre transmis entre la partie annulaire 10 et le moyeu 12 par suite de la venue en engagement des garnitures de friction 18 et 20 avec le plateau de l'embrayage (non représenté), la partie annulaire 10 tend à tourner par rapport au moyeu 12 par suite de la liaison élastique constituée par les bras 32. Etant donné que la longueur moyenne A de chacun des bras 32 est sensiblement supérieure à la distance radiale B séparant les périphéries interne 28 et externe 24 du disque 22, on comprendra queleas bras 32 travaillent dans un premier temps priiicipalement à la flexion quel que soit le sens de la rotation relative entre la partie annulaire 10 et le moyeu 12.Lorsque la rotation relative entre la partie annulaire 10 et le moyeu 12 dépasse un certain niveau par suite de l'augmentation du couple transmis, on comprendra que les bras 32 travaillent alors principalemnt à l'allongement, c'est-à-dire qu'ils offrent à la rotation relative entre la partie annulaire 10 et le moyeu 12 une résistance sensiblement plus élevée. En réalité les bras 32 travaillent quel que soit le couple transmis à la fois à la flexion et à l'allongement, de sorte que le passage d'une situation pour laquelle le travail des bras à la flexion est prépondérant pour de faibles couples à une situation pour laquelle le travail à l'allongement est prépondérant pour des couples plus élevés se fait de façon continue et graduelle.En outre, et malgré la dissymétrie des bras 32 représentés sur la figure 1, on observe que la courbe de variation de l'angle de rotation entre la partie annulaire 10 et le moyeu 12 est sensiblement symétrique quel que soit le sens de cette rotation, ce qui signifie qu'un tel disque est réversible. Sur la figure 3, on a représenté un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel les ouvertures 130 formées dans la plaque annulaire 122 définissent des bras 132 sensiblement rectilignes mais dont la longueur moyenne représentée schématiquement en traits dis continus par la ligne C est supérieure à la distance radiale séparant les périphéries interne 128 et externe 124 de la plaque 122 par suite du fait que les extrémités 134 et 136 de chacun des bras 132 sont situées sur deux rayons du disque différents. Le fonctionnement du disque représenté de façon fragmentaire sur la figure 3 est voisin de celui du disque représenté sur les figures 1 et 2 et ne sera pas décrit ici en détails. On remarquera simplement qu'à l'inverse du mode de réalisation précédent, la courbe de variation de l'angle de rotation entre la partie annulaire 110 et le moyeu 112 en fonction du couple transmis n'est pas symétrique quel que soit le sens de rotation.En effet, lorsque la partie annulaire tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre en considérant la figure 3 par rapport au moyeu 112, les bras 132 travaillent principalement à l'allongment quel que soit le couple appliqué, de sorte que la courbe d'amortissement souhaitée ne pourra être obtenue dans ce cas que lorsque la partie annulaire 110 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre en considérant la figure 3 autour du moyeu 112. On a représenté sur la figure 4 un autre mode de réalisation de l'invention voisin de celui qui vient d'être décrit en se référant à la figure 3, mais permettant d'obtenir un disque de friction réversible dont les caractéristique sont identiques quel que soit le sens de rotation du disque. Ce résultat est obtenu en groupant les bras 232 deux à deux de façon symétrique par rapport à un rayon du disque, de telle sorte que deux bras 232 d'un même groupe comprennent au moins une partie commune 250 au voisinage de la périphérie interne 228 de la plaque 222.Comme dans le mqde de réalisation décrit en se référant à la figure 3, les extrémités 234 et 236 de chacun des bras 232 sont situées sur deux rayons du disque différents, et chacun des bras 232 est sensiblement rectiligne et de largeur constante, de telle sorte que la longueur moyenne de chacun des bras 232, représentée schématiquement en traits mixtes par la ligne D sur la figure 4, est supérieure à la distance radiale séparant les périphéries interne 228 et externe 224 du disque 222, représentée schématiquement en traits mixtes par la ligne B. Le fonctionnement du disque décrit en se référant à la figure 4 est identique à celui du disque décrit en se référant aux figures 1 et 2 de telle sorte qu'il ne sera pas décrit ici en détails. On rappellera simplement qu'à l'inverse du disque décrit en se référant à la figure 3, le mode de réalisation de la figure 4 permet d'obtenir un disque dont les caractéristiques sont réversibles. On a représenté sur la figure 5 une variante du mode de réalisation de la figure 4 dans laquelle les bras 372 sont groupés deux à deux de façon symétrique par rapport à un rayon du disque et présen tent également une partie commune 750 située au voisinage de la partie interne 328 de la plaque 322. Ce mode de réalisation diffère essentiellement du précédent en ce que les bras 332 sont ondulés.Par suite de l'ondulation des bras 332 et du fait que les extrémités 334 et 336 de chacun de ces bras sont situés sur deux rayons du disque différents, la longueur moyenne de chacun des bras 332, représentée de façon schématique en traits discontinus par la ligne E sur la figure 5, est supérieure à la distance radiale séparant les périphéries interne 328 et externe 324 de la plaque 322, représentée schématiquement en traits discontinus par la ligne B. Le fonctionnement du disque décrit en se référant à la figure 5 est lui aussi comparable à celui du disque décrit en se référant aux figures 1 et 2 et ne sera pas décrit ici en détails. Bien que différentes variantes de l'invention aient été décrites, celle-ci n' est pas limitée à ces variantes et comprend également d'autres modes de réalisation non décrits. Par exemple, lorsque les moyens de transmission sont constitués par une plaque définissant des bras ondulés dont les extrémités sont situées sur un même rayon du disque tel qu'il apparatt notamment sur la figure 1, ces bras peuvent être groupés deux à deux de façon symétrique par rapport à un rayon du disque comme dans les modes de réalisation des figures 4 et 5. De même, lorsque les bras sont ondulés, ils peuvent prendre différentes formes en fonction de la courbe de réponse souhaitée. En outre, et bien que ce soit le cas dans chacun des modes de réalisation décrits, on comprendra que l'invention n'est pas limitée au cas où la largeur des bras est constante et identique pour chacun d'entre eux. Enfin, les moyens de transmission peuvent être constitués par plusieurs plaques disposées côte à côte et dans lesquelles sont formées des ouvertures définissant des bras de formes identiques ou de formes différentes, toujours dans le but d'obtenir une courbe de réponse aussi proche que possible de la courbe idéale. REVENDICATIONS 1 - Disque de friction comprenant une partie annulaire munie de garnitures de friction, un moyeu coaxial à la partie annulaire, et des moyens de transmission de couple disposés entre le moveu et Is partie annulaire, les moyens de transmission de couple comprenant au moins une plaque associée à la partie annulaire par sa peiphérie externe et au moyeu par sa périphérie interne, des oertures étant ménagées dans la plaque pour définir entre les périphéries interne et externe des bras susceptibles de se déformer pour relier élastiquement la partie annulaire au moyeu, caractérisé en ce que la longueur moyenne de chacun des bras est supérieure à la distance radiale séparant les périphéries interne et externe. 2 - Disque de friction selon la revendication 1, caractér'isé en ce que les bras sont groupés deux à deux de façon symétrique par rapport à un rayon du disque. 3 - Disque de friction selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux bras d'un même groupe ont au moins une partie commune a:i- voisinage de la périphérie interne de la plaque. 4 - Disque de friction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la largeur de chacun des bras est sensiblement constante et identique pour chacun d'entre eux. 5 - Disque de friction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les extrtés de chacun des bras sont situées sur un mOme rayon du disque et en te que les bras sont ondulés. 6 - Disque de friction selon I1une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les extrémités de chacun des bras sont situées sur deux rayons du disque différents. 7 - Disque de friction selon la revendication 6, caractérisé en ce que les bras sont sensiblement rectilignes. 8 - Disque de friction selon la revendication 6, caractérisé en ce que les bras sont ondulés