Brevet FR2531162A1 — publié le 19840203

La présente invention concerne un disque d'embrayage, destiné en particulier à des véhicules automobiles et constitué par un moyeu et au moins un disque d'un premier groupe de pièces discoldes, qui tourne par rapport au moyeu et, contre l'action d'accumulateurs de force et par frottement, par rapport à un autre disque d'un second groupe de pièces discoides, solidaire du moyeu, ainsi que par une pièce discolde de frottement en charge qui, contre l'action d'accumulateurs de force et par frottement, n'agit que sur une plage partielle de la rotation relative des disques du premier groupe par rapport à ceux du second groupe, avec une pièce en forme de manchon articulée sur et solidaire en rotation d'au moins un des disques tournant par rapport au moyeu, et qui entoure axialement le disque de frottement en charge et les moyens de frottement. De tels disques d'embrayage sont par exemple connus par le brevet français n" 1 486 147. Le disque de frottement en charge, avec des rondelles de frottement disposées de part et d'autre, est prévu sur le côté du contre-voile solidaire en rotation du disque porte-garnitures en regard du voile du moyeu, et l'accumulateur de force du dispositif de frottement en charge, agissant axialement, est prévu de l'autre côte sous forme d'un ressort Belleville.Ce dernier prend appui par son bord extérieur sur le contre-voile et par son bord intérieur sur un écrou de réglage, prévu sur une douille de montage, qui s'étend axialement à travers le contre-voile et présente, entre le voile du moyeu et le contre-voile, une zone radiale vers l'extérieur, de sorte que le disque de frottement en charge, avec ses rondelles de frottement disposées de part et d'autre, est serré entre le contre-disque et la zone radiale de la douille de montage. Une rondelle de frottement, serrée entre le voile du moyeu et la zone radiale de la douille de montage, est en outre prévue pour le frottement d'amortissement à vide.Le serrage de cette rondelle de frottement est produit par un ressort à boudin dont une extrémité prend appui sur le moyeu et l'autre extrémité sur une bride radiale vers l'intérieur de la douille de montage, de sorte que cette dernière est chargée en direction du voile du moyeu. De tels disques d'embrayage sont coûteux, car de multiples pièces de formes relativement complexes, telles que douilles de montage et écrous de réglage, sont nécessaires et entraînent des coûts de fabrication supplémentaires. De tels disques d'embrayage présentent en outre des inconvénients fonctionnels. En particulier, le serrage axial du contre-voile, du disque de frottement en charge, de la douille de montage, du voile du moyeu et des rondelles de frottement agissant entre ces derniers ne garantit pas un fonctionnement parfait des dispositifs d'amortissement par frottement, et en particulier du dispositif de frottement en charge, c'està-dire que le bandage du ressort Belleville assure le couple de frottement requis.Ce fait est par exemple imputable à la formation de rouille sur la liaison entre le moyeu et l'arbre qui le porte, après une courte interruption de service, ou au dépôt sur la liaison moyeu-arbre, après une durée de service relativement courte, d'une poussière d'abrasion des garnitures, qui forme une masse visqueuse avec l'huile ou l'humidité.La mobilité axiale du moyeu par rapport à l'arbre qui le porte est ainsi réduite ou interdite, de sorte qu'en cas d'usure des garnitures de frottement portées par le disque porte-garnitures - qui sont par exemple serrées entre le volant d'un moteur à combustion et le plateau presseur d'un embrayage monté sur le volant -, le moyeu ou son voile ne peut pas suivre le déplacement axial du disque porte-garnitures et du contre-voile résultant de cette usure des garnitures, sans que par suite de la faible mobilité axiale du moyeu sur l'arbre, un serrage supplémentaire apparaisse entre le voile du moyeu et le contre-voile, en produisant un couple de frottement trop élevé des dispositifs de frottement, avec un accroissement simultané de l'usure.La déformation résultante de la caractéristique initiale d'amortissement du disque d'embrayage fait que les vibrations apparaissant entre le moteur et la botte de vitesses ne peuvent plus être amorties parfaitement, ce qui réduit considérablement le confort de route. L'invention vise à éliminer ces inconvénients et à réaliser~ des disques d'embrayage de constitution plus simple et plus économique, et dont le dispositif de frottement en charge présente un couple de frottement d'amortissement défini. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, la pièce en forme de manchon et le moyeu sont séparé s par un espace libre axial, ce qui permet un déplacement axial de la pièce en forme de manchon par rapport au moyeu ou au voile solidaire en rotation de ce dernier, sans que ladite pièce en forme de manchon ne heurte une pièce du disque d'embrayage. Cette disposition interdit la production d'un frottement extérieur ou son addition en service par suite de l'usure. Afin d'éviter tout frottement extérieur supplémentaire entre la pièce en forme de manchon et le moyeu, et selon une autre caractéristique de l'invention, la pièce en forme de manchon présente également un espace libre radial par rapport audit moyeu. Selon une autre caractéristique de l'inventions la pièce en forme de manchon est prévue dans la zone radiale intérieure du disque de frottement en charge et présente, de part et d'autre de ce dernier et de la pièce discoide sur laquelle elle est articulée et solidaire en rotation, des zones radiales; et une garniture de frottement est prévue de chaque côté du disque de frottement en charge et un accumulateur de force agissant axialement est prévu entre le disque de frottement en charge et la pièce discoide portant la pièce en forme de manchon dont elle est solidaire en rotation. Une telle constitution du disque d'embrayage permet de solidariser axialement la pièce en forme de manchon et la pièce discorde, de sorte qu'un espace axial défini est disponible entre la zone radiale de la pièce en forme de manchon, située du côté du disque de frottement en charge opposé à la pièce discolde, et cette dernière pour le logement du disque de frottement en charge, des garnitures de frottement prévues de chaque côté de ce dernier et de l'accumulateur de force agissant axialement. Pour la fixation de la pièce en forme de manchon sur la piece discoïde, telle qu'un disque porte-garnitures ou un contre-voile, et pour le montage du disque de frottement en charge avec ses garnitures de frottement prévues de part et d'autre, et de la pièce élastique axialement, il peut etre particulièrement avantageux que la pièce en- forme de manchon présente une bride radiale se raccor dant à une zone tubulaire axiale qui s'etend au minimum sur des zones partielles des garnitures de frottement, du disque de frottement en charge et de la pièce élastique axiale, traverse par des zones en forme de griffes une des pièces discoides, à savoir le disque porte-garnitures ou le contre-voile, sur lequel elle est articulée, et se place par des zones radiales derrière la pièce discorde. Il peut être particulièrement utile que la pièce en forme de manchonr solidaire d'une des pièces discoïdes, entoure sur une distance radiale au moins et dans une échancrure en forme de fenêtre au moins un accumulateur de force agissant dans le sens tangentiel et également prévu dans une échancrure en forme de fenetre du voile du moyeu. Ledit accumulateur de force peut ainsi faire partie d'un amortisseur préliminaire et présenter une raideur élastique relativement faible. En particulier dans le cas de disques d'embrayage comportant au moins trois groupes de pièces discoïdes ou en forme de plateau, dont un comprend le disque porte-garnitures et le contre-voile solidaire en rotation de ce dernier, le deuxième comprend le voile d'un moyeu s'détendant entre lesdits disques, et le troisième comprend au moins le disque de frottement en charge, un jeu limité en rotation entre les groupes étant rendu possible contre l'action d'accumulateurs de force prenant appui sur les diverses pièces discoldes des divers groupes, il peut être particulièrement avantageux que les accumulateurs de force constituant un amortisseur principal et présentant une raideur relativement élevée soient logés suivant un agencement circulaire dans des fenêtres du disque porte-garnitures, du contre-voile et du voile de moyeu, et les ressorts faisant partie d'un amortisseur préliminaire et présentant une raideur relativement faible soient logés radialement à l'intérieur des accumulateurs de force à raideur plus élevée, dans des fenêtres du disque portegarnitures, du contre-voile, de la zone radiale de la pièce en forme de manchon et du voile du moyeu. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation et des dessins annexés sur lesquels la figure 1 est l'élévation d'un disque d'embrayage; et la figure 2 est la coupe suivant l'axe II du disque d'embrayage selon figure 1. Le disque d'embrayage 1 représenté aux figures 1 et 2 comporte un moyeu 2 avec un voile 3 radial vers l'extérieur. Sur un côté du voile 3 est prévu un disque porte garnitures 4, qui porte sur sa périphérie des segments 5 sur lesquels les garnitures de frottement 6 sont fixées. De l'autre côté du voile 3 est prévu un contre-voile 7, solidarisé en rotation avec le disque porte-garnitures 4 par des colonnettes d'écartement 8, qui traversent des échancrures 3a prévues dans le voile 3. Des accumulateurs de force, constitués par des ressorts 9 à 12, sont disposés pour l'amortissement des vibrations de torsion entre la partie d'entrée du disque d'embrayage 1, constituée par le disque porte-garnitures 4 et le contre-voile 7 et la partie de sortie constituée par le moyeu 2 portant le voile 3. Ce dernier présente dans ce but des échancrures 13 à 15 et le disque porte-garnitures 4 ainsi que le contre-voile 7 ou un manchon 16 solidaire en rotation de ce dernier présentent des fenêtres 17 à 19 colncidantes. Comme le montre la figure 1, le disque d'embrayage 1 représenté comporte des paires de ressorts 9 à 12, les ressorts identiques étant disposés symétriquement par rapport à l'axe du disque dgem- brayage. Comme le montre la figure 2, un ressort 10 et un ressort 11 sont prévus dans les fenêtres 18 du disque porte-garnitures 4 et du contre-voile 7, ainsi que dans les échancrures 14 du voile 3 affectées auxdites fenêtres, le ressort 10 étant logé coaxialement dans le ressort 11. Comme le montrent en outre les figures 1 et 2, un ressort 9 est prévu radialement à l'intérieur d'un ressort 12 prévu dans des fenêtres 19 du disque porte-garnitures 4 et du contre-voile 7, ainsi que dans l'échancrure 15 du voile 3; ledit ressort 9 assure l'amortissement préliminaire et est disposé dans des fenêtres 17 de même longueur du disque porte-garnitures 4 et du manchon 16, ainsi que dans des échancrures 13 du voile 3. Les fenêtres 17 du manchon 16 sont prévues dans des zones 16a s'étendant radialement vers l'extérieur du manchon 16. Les actions et fonctions connues des ressorts 9 à 13 sont brièvement décrites ci-dessous. Sur la figure 1, la flèche 20 indique le sens de traction, c'est-à-dire le sens pour lequel le disque porte-garnitures 4 entraîné par un moteur entraîne la partie de sortie constituée par le moyeu et ainsi un arbre non représenté de bote de vitesses. La flèche 21 indique le sens de poussée. Les ressorts 9 agissent d'abord lors d'une rotation dans le sens de fraction (flèche 20) du moyeu 2 et du voile 3 solidaire en rotation de ce dernier par rapport au disque porte-garnitures 4 et au contrevoile 7 car, comme précédemment indiqué, les fenêtres 17 et l'échancrure 13 sont de même dimension suivant le sens tangentiel du disque d'embrayage.Par suite de ce dimensionnement des fenêtres 17 et de l'échancrure 13, les ressorts 9 garantissent simultanément au repos le retour du voile 3 dans une position neutre définie par rapport au disque porte-garnitures 4 et au contre-voile 7. Après une rotation d'un angle 22 du voile 3 par rapport au disque portegarnitures 7 et au contre-voile 7, les ressorts 10 et 11 agissent en plus des ressorts 9. Le bord 23 des échancrures 14 du voile 3, après une rotation de l'angle 22, attaque les ressorts 10 et 11 disposés dans les fenêtres 18 du disque porte-garnitures 4 et du contrevoile 7. La rotation du voile 3 se poursuivant dans le sens de traction 20, les ressorts 12 agissent aussi en parallèle avec les ressorts 9, 10 et 11, après un angle de rotation total 24 à partir de la position de repos du disque d'embrayage, représenté sur la figure 1. Un phénomène semblable se produit lors d'une rotation du voile 3 par rapport au disque porte-garnitures 4 et au contre-voile 7 dans le sens de poussée indiqué par la flèche 21, l'angle de rotation 25, pour lequel les ressorts 10 et 11 agissent, et l'angle de rotation 26, pour lequel les ressorts 12 agissent en parallèle avec les ressorts 9, 10 et 11, étant supérieurs aux angles de rotation 22 et 24 correspondants dans le sens de rotation opposé. La butée des colonnettes d'écartement 8 sur les contours des échancrures 3a du voile 3 fixe l'angle de rotation maximal entre le disque porte-garnitures 4, la contre-voile 7 et le voile 3, dans le sens de poussée et dans le sens de traction. Un disque de frottement en charge 27, disposé sur la périphérie du manchon 16 solidaire en rotation du contre-voile 7, est prévu pour l'amortissement par frottement des vibrations de torsion. Le disque de frottement en charge 27 est disposé entre le contre-voile 7 et les zones radiales 16a du manchon 16 avec une première rondelle de frottement 28 entre les zones radiales 16a du manchon 16 et le disque de frottement en charge 27, et une seconde rondelle de frottement 29 entre le disque de frottement en charge 27 et le contre-voile 7.Un accumulateur de force est disposé entre la rondelle de frottement 29 et le contre-voile 7s sous forme d'un ressort sinueux 30 qui charge la rondelle de frottement 28, et par suite aussi le disque de frottement en charge 27 et la rondelle de frottement 28 en direction des zones radiales 16a du manchon 16, de sorte que le disque de frottement en charge 27 est serré entre les deux rondelles de frottement 28 et 29. Le disque de frottement en charge 27 comporte une zone de frottement annulaire intérieure 31, d'où partent deux bras,32 radiaux vers l'extérieur. Les bras 32 comportent pour le logement des ressorts 10 et 11 des échancrures 33 qui, dans le sens tangentiel du disque d'embrayage 1, présentent la mme longueur que les fenêtres 18 du disque porte-garnitures 4 et du contre-voile 7. Pour la commande de son point d'intervention, le disque de frottement en charge 27 comporte, dans la zone des fenêtres 33 des bras 32, des saillies axiales 34 et 35. Ces dernières s 'étendent dans les échancrures 14 du voile 3, qui contiennent aussi les ressorts 10 et 11. Le voile 3 comporte, dans la zone radiale inté rieurevdesdites fenêtres 14, des talons 36 radiaux vers l'extérieur et servant de butée de commande des saillies 34 et 35 du disque de frottement en charge 27. D'autres butées de commande des saillies 34 ou 35 sont constituées par les bords de butée 33a ou 33b des échancrures 33 du voile 3.La distance 37 entre les saillies 34 et l'étalon 36, et la distance 38 entre les saillies 35 et les bords de butée 33b sont dimensionnées de façon qu'après l'angle de rotation 22 du disque porte-garnitures 4 et du contre-voile 7 par rapport au voile 3, les saillies 34 s'appliquent sur les talons 36 et les saillies 35 sur les bords de butée 33b. En d'autres termes, l'intervention des ressorts 10 et 11 fait agir aussi le disque de frottement en charge 27. Les distances 39 entre les saillies 35 et les talons 36, ainsi que les distances 40 entre les saillies 34 et les bords de butée 33a sont dimensionnées de la meme façon, de sorte qu'après un angle de rotation 25 dans le sens opposé, le disque de frottement en charge 27 agit simultanément avec le ressort 10 et 11.En l'absence des talons 36, le disque de frottement en charge fonctionnerait de la même façon , mais la sollicitation des diverses saillies 34 ou 35 serait deux fois plus élevée et produirait ainsi une usure plus rapide et par suite une intervention moins précise du disque de frottement en charge 27. Le manchon 16 comporte, dans la zone en regard du contre-voile, des pattes 41 qui s'étendent axialement à travers des échancrures 42 du contre-voile 7 et sont repliées radialement vers l'extérieur, du côté du contre-voile 7 opposé au disque de frottement en charge, pour le maintien axial et solidaire en rotation du manchon 16 sur le contre-voile 7. Le manchon est dimensionné et réalisé de façon qu'un espace libre axial 43 soit disponible entre ses zones radiales 16a et le voile 3, et qu'un espace libre radial 44 soit disponible entre sa zone 16b et le moyeu 2, de sorte qu'aucun frottement étranger gênant ne peut se produire entre le manchon 16 et le moyeu 2 ou le voile 3. Comme le montre en outre la figure .2, le disque d'embrayage 1 comporte un dispositif d1amortissement à vide, constitué par une rondelle de frottement 45, qui est disposée entre le contre-voile 7 et un epaulement du moyeu 2, et une rondelle de frottement 46, qui est prévue entre le disque porte-garnitures 4 et le voile 3 du moyeu, et qui est chargée en direction du disque porte-garnitures 4 par un accumulateur de force, sous forme d'une rondelle ondulée 47 disposée entre ladite rondelle de frottement 46 et le voile 3, de sorte que le contre-voile 7 est également appliqué par les colonnettes d'écartement 8 sur la rondelle de frottement 45, qui prend appui sur l'épaulement du moyeu 2. Lors d'une rotation du voile 3 dans le sens de traction ou de poussée, à partir de la position de repos représentée sur la figure 1, un frottement est d'abord produit par les rondelles de frottement 45 et 46. Ce frottement à vide agit seul sur les angles de rotation précités 22 et 25, car le disque de frottement en charge 27 demeure immobile par rapport au disque porte-garnitures 4 et au contre-voile 7 sur ces plages de rotation. Seuls les ressorts 9 d'amortissement à vide agissent sur ces plages de rotation 22 et 25. Après franchissement de l'angle de rotation 22 par le voile 3, les bords de butée 33b de ce dernier s'appliquent sur les saillies 35 et ses talons s'appliquent sur les saillies 34 du disque de frottement en charge 27 en l'entraînant. Le disque de frottement en charge 27 est entraîné de la même façon dans le sens de rotation opposé par application des bords de butée 33a du voile 3 sur les saillies 34 et des talons 36 sur les saillies 35 dudit disque 27, après franchissement de l'angle de rotation 25. Par suite de son entraînement par le voile 3, le disque de frottement en charge 27 tourne par rapport au disque porte-garnitures 4 et au contre-voile 7, jusqu'à ce que les colonnettes d'écartement 8 s'appliquent sur les contours des échancrures 3a du voile 3. Un couple de frottement relativement élevé est produit entre le disque de frottement en charge 27 et les rondelles de frottement 28, 29 pendant cette phase de rotation. Le dispositif d'amortissement par frottement à vide, constitué par les rondelles de frottement 45, 46 et le ressort sinueux 47, agit également pendant cette phase de rotation. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. Disque d'embrayage, destiné en particulier à des vehicules automobiles et constitué par un moyeu et au moins un disque d'un premier groupe de pièces discordes, qui tourne par rapport au moyeu et, contre l'action d'accumulateurs de force et par frottement, par rapport à un autre disque d'un second groupe de pièces discoïdes, solidaire du moyeu, ainsi que par une pièce discorde de frottement en charge qui, contre l'action d'accumulateur de force et par frottement, ntagit que sur une plage partielle de la rotation relative des disques du premier groupe par rapport à ceux du second groupe, avec une pièce en forme de manchon articulée sur et solidaire en rotation d'au moins un des disques tournant par rapport au moyeu, et qui entoure -axialement le disque de frottement en charge et les moyens de frottement, ledit disque d'embrayage étant caractérisé en ce que la pièce en forme de manchon (16) et le moyeu (2 + 3) sont séparés par un espace libre axial (43). 2. Disque d'embrayage selon revendication 1, caractérisé en ce que la pièce en forme de manchon (16) présente aussi un espace libre radial (44) par rapport au moyeu (2 + 3). 3. Disque d'embrayage selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la pièce en forme de manchon (16) est prévue dans la zone radiale intérieure du disque de frottement en charge (27) et présente des zones radiales (16a, 41) de part et d'autre du disque de frottement en charge et de la pièce discorde (7) sur laquelle elle est articulée; et une garniture de friction (28, 29) est prévue de chaque côté du disque de frottement en charge (27) et un accumulateur de force (30) agissant axialement est prévu entre le disque de frottement en charge 27 et la pièce discoïde (7) portant la pièce en forme de manchon (16) avec laquelle elle est solidarisée en rotation. 4. Disque d'embrayage selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la pièce en forme de manchon 17 comporte une bride radiale (16a) se raccordant à une zone tubulaire axiale (16b), qui s'étend axialement au moins sur des zones partielles des garnitures de frottement (28, 29), du disque de frottement en charge (27) et de la pièce 3 élastique axialement, traverse par des zones (41) en forme de griffes une (7) des pièces discoldes sur laquelle elle est articulée, et se place par des zones radiales (41) derrière ladite pièce discorde (7). 5. Disque d'embrayage selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la pièce en forme de manchon (16) entoure sur au moins une distance radiale (16a) et dans au moins une échancrure (17) en forme de fenêtre, au moins un accumulateur de force (9) agissant dans le sens tangentiel et également prévu dans une échancrure (13) en forme de fenêtre du voile (3) du moyeu.