Brevet FR2499646A1 — publié le 19820813

La présente invention se rapporte à une butée de dé- brayage comportant une bague, dite bague d'attaque, adaptée à exercer un effort, suivant une direction générale axiale, par exemple sous la commande d'une fourchette, sur un disposi- tif débrayeur tournant autour de l'axe de l'embrayage. Les bagues d'attaque des butées de débrayage sont, au cours du service, soumises à des conditions de travail diffi- ciles et les matières dont ont été faites ces bagues jusqu'à présent, ne supportent ces conditions de travail que dans la mesure o celles-ci se trouvent adoucies par diverses disposi- tions mécaniques qui, toutefois,compliquent la construction. La présente invention a pour objet une butée de débra- yage dont la bague d'attaque est prévue en une matière qui sup- porte d'une manière excellente les conditions de travail les plus difficiles. Suivant l'invention, cette butée de débrayage est ca- ractérisée en ce que la bague d'attaque est constituée par un mélange de résine thermodurcissable, de charges lubrifiantes et de fibres synthétiques infusibles. Grâce à cette disposition, les performances de la bague sont excellentes en ce qui concerne tant son faible coefficient de frottement avec le contre-matériau constitué par le dispo- sitif débrayeur, par exemple de l'ordre de 0,05 à 0,15 que sa très forte résistance à l'usure. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la résine thermodurcissable prévue dans le mélange constituant la bague, comporte au moins une résine choisie dans le groupe de résines comprenant les résines polyesters, les résines époxydes, les résines phénoliques et les résines thermostables, telles que polyimides, polyamide-imides, polybenzoxazoles, polybenzo- thiazoles. Suivant une autre caractéristique, les charges lubri- fiantes comportent au moins une charge choisie dans le groupe de charges comprenant le graphite, le sulfure de molybdène, le polytétrafluoréthylène et le nitrure de bore hexagonal. De préférence, les charges lubrifiantes comportent en outre au moins une charge choisie dans le groupe de charges comprenant les sulfures, séléniures et tellures, de molybdène de tantale et de tungstène. Suivant une autre caractéristique, les fibres synthé- tiques infusibles comportent au moins une fibre choisie dans le groupe de fibres comprenant les aramides, telles que "KEVLAR" et "NOMEX", les polyimides telles que "KERMEL", les phénoliques tels que "KYNOL" et le carbone. En outre, la bague peut comporter des fibres de verre telles que silionne et verranne, ainsi que de l'huile minérale. Suivant une autre caractéristique, la proportion en poids des divers constituants du mélange formant la bague est comprise entre 7 et 45 % pour la résine thermodurcissable, entre 10 et 80 % pour les charges lubrifiantes, et entre 2 et % pour les fibres synthétiques infusibles. On peut prévoir les fibres synthétiques infusibles, soit sous forme discontinue, soit encore sous forme de fils. Lorsque les fibres synthétiques infusibles sont discon- tinues, la proportion en poids est avantageusement comprise entre 15 et 45 % pour la résine thermodurcissable, entre 30 et 80 % pour les charges lubrifiantes et entre 2 et 20 % pour les fibres synthétiques infusibles. Lorsque les fibres synthétiques infusibles sont prévues sous forme de fils, la proportion en poids est avantageusement comprise entre 7 et 25 % pour la résine thermodurcissable, en- tre 10 et 30 % pour les charges lubrifiantes, et entre 30 et % pour les fibres synthétiques infusibles. Une forme d'exécution de l'invention est ci-après dé- crite, à titre d'exemple, en référence au dessin annexé dont la figure unique est une vue en coupe longitudinale d'un em- brayage doté d'une butée de débrayage suivant l'invention. Le mode de réalisation représenté à la figure unique concerne, à titre d'exemple, une application de l'invention à un embrayage du type à diaphragme D recevant directement ou indirectement le contact de la bague d'attaque A de la butée de débrayage B. Cet embrayage comporte un mécanisme M, un disque de friction F et la butée de débrayage B. Le mécanisme M comporte un couvercle 10 adapté à être fixé en 11 sur un plateau volant moteur 12, un plateau de pression 13 déplaçable axialement et solidaire en rotation du couvercle 10 par tous moyens appropriés, et le diaphragme D. Celui-ci présente, à sa périphérie, un anneau continu 14 faisant office de rondelle Belleville, tandis que sa partie centrale est conformée en doigts radiaux espacés 15. Le dia- phragme D est attelé au couvercle 10 au moyen de colonnettes 16 et agit sur le plateau de pression 13. Les doigts 15 cons- tituent le dispositif débrayeur de l'embrayage. Le disque de friction F est adapté à être serré entre les plateaux 12 et 13 et est accouplé à un arbre mené 17. La butée de débrayage B comporte la bague d'attaque A coopérant avec les doigts 15 et est commandée par une four- chette 18. Dans l'exemple représenté, la butée de débrayage B est montée coulissante le long d'un guide tubulaire fixe 19 co- axial avec l'axe de l'embrayage et entourant l'arbre mené 16. Lorsque la butée B n'agit pas sur les doigts 15 du diaphragme D, la rondelle 14 du diaphragme D pousse élastique- ment le plateau 13 vers le volant 12, en serrant le disque F. Il y a engagement. Lorsque la butée B attaque par la bague A les doigts 15 du diaphragme D, la rondelle 14 bascule et n'exerce plus de serrage sur le disque F. Il y a débrayage. La bague d'attaque A de la butée de débrayage B est soumise à des conditions de travail difficiles et est prévue suivant l'invention en une matière qui lui permet de supporter ces conditions de travail d'une manière excellente tant en ce qui concerne son faible coefficient de frottement avec les doigts 15 du diaphragme D, que sa très grande résistance à 1' usure. Suivant l'invention, la bague d'attaque A de la butée B est constituée par un mélange de résine thermodurcissable, notamment une résine choisie dans le groupe de résines compre- nant les résines polyesters, les résines époxydes, les résines phénoliques et les résines thermostables telles que polyimides, polyamide- imides, polybenzoxazole, polybenzothiazoles, avec une proportion en poids comprise entre 7 et 45 %, des charges lubrifiantes choisies dans le groupe de charges comprenant le graphite, le sulfure de molybdène, le polytétrafluoréthylène et le nitrure de bore hexagonal, avec une proportion en poids comprise entre 10 et 80 %, et des fibres synthétiques infusi- bles comprenant des fibres choisies dans le groupe de fibres comprenant les aramides, telles que "KEVLAR" et "NOMEX", les polyimides telles que "KERMEL", les phénoliques tels que "KYNOL" et le carbone, avec une proportion en poids comprise entre 2 et 60 %. Des exemples de réalisation de la bague d'attaque sont ci-après donnés, à titre non limitatif. EXEMPLE I Pour constituer la bague d'attaque, on forme un mélange de résine thermodurcissable, de charges lubrifiantes et de fibres synthétiques infusibles avec les éléments suivants et dans les proportions en poids suivantes: Constituants Proportion en poids résine résine phénolique 30 % thermodurcissable charges sulfure de 68 % lubrifiantes molybdène fibres synthétiques fibres de IKYNOLU 2 % infusibles On comprime ce mélange à une température de 900C et on cuit au moule pendant 10 minutes à une température de 140C sous une pression de 50 bars. Puis on stabilise en étuve pen- dant 3 heures sous une température de 200C. On procède à un essai sur le contre-matériau à une vitesse de 12 m/s, sous un effort normal de 54 DaN qui corres- pond à une pression de 4 bars et à une température de 1000C. Le coefficient de frottement est de 0,15 et l'usure est de 30 microns par heure. EXEMPLE II Pour constituer-la bague d'attaque, on forme un mélange de résine thermodurcissable, de charges lubrifiantes et de fibres synthétiques infusibles avec les éléments suivants et dans les proportions en poids suivantes: Constituants Proportion en poids résine te dr brésinerésine polyimide 45 % thermodurcissable poudre de poly-8 % charges tétrafluoréthylène lubrifiantes graphite 8 % fibres de polytétra- fluoréthylène 17 % fibres coupées à 3 mm. synthétiques infusibles fibres de carbone 17 % coupées à 1 mm. autres huile minérale 5 % On mélange les constituants solides et l'huile minérale dans un mélangeur à poudre, on cuit au moule pendant 20 minutes à une température de 150 C sous une pression de 200 bars. On stabilise en étuve pendant 7 heures à une température de 250 C. On essaie la bague ainsi constituée en la faisantfrotter sur le contrematériau à une vitesse de 9 m/sec, sous un effort normal de 101 DaN correspondant à une pression de 7,5 bars et à une température de 90 C. Le coefficient de frottement est de 0,08 et l'usure de microns/heure. EXEMPLE III Pour constituer la bague d'attaque, on mélange les élé- ments suivants, dans les proportions suivantes: Constituants Proportion en poids résine résine époxyde 17 % thermodurcissable sulfure de molybdèr 55 % charges graphite 21 % lubrifiantes nitrure de bore 2 % hexagonal fibres synthétique fibres de "KERMEL" 5 % infusibles coupées à 6 mm On mélange dans un mélangeur à palettes les composants liquides de la résine époxyde et les divers constituants soli- des. On cuit au moule pendant 10 minutes à une température de 'C sous une pression de 100 bars. On stabilise en étuve pendant 5 heures à une température de 170C. On essaie la bague d'attaque ainsi constituée en la faisant frotter sur le contre-matériau avec une vitesse de 6 m/sec., sous un effort normal de 54 DaN qui correspond à une pression de 4 bars. Cet essai est effectué à une tempéra- ture de 80'C. Le coefficient de frottement est de 0,10 et l'usure est de 2 microns par heure. EXEMPLE IV Pour réaliser la bague d'attaque, on mélange les élé- ments suivants dans les proportions suivantes: Constituants Proportion en poids résine résine phénolique 35 % thermodurcissable graphite 35 % charges lubrifiantes poudre de poly- tétrafluoréthylène 25 % fibres synthéti- fibres de "NOMEX" 5 % ques infusibles On mélange les constituants à une température de 1000C et on l'injecte au moule sous une pression de 1.200 bars à une température de 170C. On stabilise en étuve pendant 2 heures' à une température de 250C. On essaie la bague d'attaque ainsi constituée en la fai- sant frotter sur un contre-matériau à une vitesse de 6 m/sec, sous un effort normal de 81 DaN correspondant à une pression de 6 bars. On procède à cet essai à une température de 1000C. Le coefficient de frottement est de 0,10 et l'usure est de 4 microns par heure. EXEMPLE V Pour constituer la bague d'attaque, on mélange les élé- ments suivants dans les proportions suivantes Constituants Proportion en poids résine résine phénolique 8 % thernmodurcissable en solution alcoolique polytétrafluor- 21,5 % charges éthylène lubrifiantes séléniure de 0,5 % molybdène fibres synthétique "KEVLAR" 45 % infusibles _____________% autres J verranne 25 % On constitue d'abord un tissu hybride avec des fils formés par les fibres de polytétrafluoréthylène, des fils for- més par les fibres de verranne et également des fils formés par des fibres de "KEVLAR". On imprègne ce tissu hybride, en alternant des effets de vide et de pression, par une solution de résine dans l'al- cool à 35 % d'extrait sec contenant le séléniure de molybdène en suspension. On sèche l'ensemble à une température de 800C et on le découpe. On forme un certain nombre de plis pour constituer une galette que l'on cuit au moule pendant 15 mi- nutes à une température de 1350C sous une pression de 250 bars, de manière à ce que la galette ait une épaisseur finale de 8 -rm. On stabilise en étuve pendant 5 heures à une température de C. On essaie la bague d'attaque ainsi constituée sur le contre-matériau avec une vitesse de 6 m/sec, sous un effort normal de 135 DaN correspondant à une pression de 10 bars. On procède à cet essai à une température de 120'C. - Le coefficient de frottement est de 0,12 et l'usure est de 5 microns par heure. REVENDICATIONS 1) Butée de débrayage ayant une bague d'attaque d'un dispositif débrayeur d'un embrayage, caractérisée en ce que cette bague est constituée par un mélange de résine thermodur- cissable, de charges lubrifiantes et de fibres synthétiques infusibles. 2) Butée de débrayage suivant la revendication 1, carae- tériséeen ce que la proportion en poids est comprise entre 7 et 45 % pour la résine thermodurcissable, entre 10 et 80 % pour les charges lubrifiantes, et entre 2 et 60 % pour les fi- bres synthétiques infusibles. 3) Butée de débrayage suivant la revendication 2, ca- ractériséen ce que la proportion en poids est comprise entre et 45 % pour la résine thermodurcissable, entre 30 et 80 % pour les charges lubrifiantes, et entre 2 et 20 % pour les fibres synthétiques infusibles qui sont discontinues. 4) Butée de débrayage suivant la revendication 2, ca- ractérisée en ce que la proportion en poids est comprise entre 7 et 25 % pour la résine thermodurcissable, entre 10 et 30 % pour les charges lubrifiantes, et entre 30 et 60 % pour les fibres synthétiques infusibles qui forment des fils. ) Butée de débrayage suivant l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisée en ce que la résine thermodurcissable comporte au moins une résine choisie dans le groupe de résines comprenant les résines polyesters, les ré- sines époxydes, les résines phénoliques, et les résines ther- mostables telles que polyimides, polyamide-imides, polybenzo- xazoles, polybenzothiazoles. 6) Butée de débrayage suivant l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisée en ce que les charges lubrifiantes comportent au moins une charge choisie dans le groupe de charges comprenant le graphite, le sulfure de molyb- dène, le polytitrafluoréthylène et le nitrure de bore hexagonal. 7) Butée de débrayage suivant la revendication 6, ca- ractérisée en ce que les charges lubrifiantes comportent en outre au moins une charge choisie dans le groupe de charges comprenant les sulfures, séléniures et tellures de molybdène, de tantale et de tungstène. 8) Butée de débrayage suivant l'une quelconque des re- 10. vendications précédentes, caractérisée en ce que les fibres synthétiques infusibles comportent au moins une fibre choisie dans le groupe de fibres comprenant les aramides telles que "KEVLAR" et "NOMEX", les polyimides telles que "KERMEL", les phénoliques telles que "KYNOL" et le carbone. 9) Butée de débrayage suivant l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisée en ce que la bague com- porte en outre des fibres de verre telles que silionne et verranne. 10) Butée de débrayage suivant l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisée en ce que la bague com- porte en outre de l'huile minérale. 11) Butée de débrayage suivant la revendication 1, ca- ractérisée en ce que la bague comporte comme résine thermodur- cissable, une résine phénolique avec une proportion en poids d'environ 30 %, comme charges lubrifiantes, du sulfure de mo- lybdène avec une proportion en poids d'environ 68 %, et comme fibres synthétiques infusibles, des fibres de '"KYNOL" avec une proportion en poids d'environ 2 %. 12) Butée de débrayage suivant la revendication 1, ca- ractérisée en ce que la bague comporte comme résine thermodur- cissable une résine polyimide avec une proportion en poids d'environ 45 %, comme charges lubrifiantes, du tétrafluoréthylène avec une proportion en poids d'environ 8 %, du graphite avec une proportion en poids d'environ 8 %, et de l'huile minérale avec une proportion en poids d'environ 5 %, et comme fibres synthétiques infusibles, des fibres de polytétrafluoréthylène avec une proportion en poids d'environ 17 % et des fibres de carbone avec une proportion en poids d'environ 17 %. 13) Butée de débrayage suivant la revendication 1, ca- ractérisée en ce que la bague comporte comme résine thermodur- cissable une résine époxyde avec une proportion en poids d' environ 17 %, comme charges lubrifiantes, du sulfure de molyb- dène avec une proportion en poids d'environ 55 %, du graphite avec une proportion en poids d'environ 21 %, et du nitrure de bore hexagonal avec une proportion en poids d'environ 2 %, et comme fibres synthétiques infusibles, des fibres de 'tKERMEL" avec une proportion en poids d'environ 5 %. 14) Butée de débrayage suivant la revendication 1, ca- 11. ractérisée en ce que la bague comporte comme résine thermodur- cissable une résine phénolique avec une proportion en poids d'environ 35 %, comme charges lubrifiantes du graphite avec une proportion en poids d'environ 35 % et du polytétrafluor- éthylène avec une proportion en poids d'environ 25 %, et comme fibres synthétiques infusibles des fibres de "NOMEX" avec une proportion en poids d'environ 5 %. ) Butée de débrayage suivant la revendication 1, carac- térisée en ce que la bague comporte comme résine thermodurcis- sable une résine phénolique avec une proportion en poids d'en- viron 8 %, comme charges lubrifiantes du polytétrafluoréthyléne avec une proportion en poids d'environ 21,5 % et du séléniure de molybdène avec une proportion en poids d'environ 0,5 %, et comme fibres synthétiques infusibles du "KEVLAR" avec une pro- portion en poids d'environ 45 %, la bague comportant en outre des fibres de verranne avec une proportion en poids d'environ %.