Brevet FR2536141A1 — publié le 19840518

La présente invention concerne un embrayage à friction du type "tiré", constitué par un ressort Belleville qui comprend un corps annulaire avec des languettes dirigées vers l'intérieur et sépa- rées par des fentes, ainsi que des bras dirigés vers l'extérieur, et servant à la fixation de l'embrayage qui comprend en outre un plateau de pression sur un volant et qui, par une zone située à l'intérieur des bras, charge le plateau de pression en direction d'un disque d'embrayage à prévoir entre ledit plateau et le volant. Dans de tels embrayages à friction, tels qu'ils sont décrits par exemple dans le brevet de la République fédérale d'Allemagne n'1 943 336, le ressort Belleville présente des bras qui le ban- dent en prenant appui sur des boulons par des surfaces de roulement. Pour actionner l'embrayage, il est ainsi possible de faire pivoter le ressort Belleville sur les surfaces de roulement des bras et de modifier sa conicité d'ensemble, c'est-à-dire avec les bras La constitution de tels embrayages est déjà relativement simple Les mouvements de basculement des surfaces de roulement sur les surfaces d'appui des boulons produisent toutefois une usure de ces points de contact, de sorte qu'une partie de la course de bandage disponible du ressort Belleville est perdue. Dans de tels embrayages à ressort diaphragme, tels qu'ils sont décrits dans la demande de brevet de la République fédérale d'Alle- magne publiée sous le N O 3 017 563, les bras du ressort Belleville sont fixés à l'aide de vis sur un volant Pour le dégagement de l'embrayage, les languettes du ressort Belleville dirigées radiale- ment vers l'intérieur sont chargées par un élément de commande de façon que le ressort Belleville modifie sa conicité, les bras vissés étant déformés élastiquement par rapport au corps annulaire du ressort Bellevile pendant cette variation de conicité. Par suite de la réalisation non optimale des bras et en parti- culier des zones de transition entre les bras et le corps annulaire du ressort Belleville, des contraintes supplémentaires du matériau apparaissent dans le corps et se superposent aux contraintes normales de ce dernier Cette accumulation de contraintes est essentiellement imputables au fait que le corps annulaire du ressort Belleville ne 2536 14 1- peut, au voisinage des zones de transition vers les bras, effectuer aucun mouvement de pivotement par rapport à ce dernier; lors d'une variation de la conicité du ressort Belleville, le corps de ce der- nier est au contraire déformé au voisinage des zones de transition. Ce fait est d'autant plus grave que la longueur élastique effective des bras, dans le sens radial, est relativement faible, de sorte que la flexion élastique des bras et par suite aussi les déforma- tions et contraintes supplémentaires résultant dans le corps du ressort Belleville et dans les bras augmentent en conséquence Le nombre de cycles de charge ou la résistance à la fatigue de tels ressorts Belleville diminue donc notablement, ce qui réduit aussi la durée de vie d'embrayages à ressort diaphragme équipés de tels ressorts Belleville. L'invention vise à éliminer ces inconvénients et à créer des embrayages à friction du type précité, dans lesquels la variation de conicité du corps du ressort Belleville, c'est-à-dire lors de la manoeuvre des embrayages à friction, n'entraîne la transmission d'aucune contrainte supplémentaire notable des bras sur le corps du ressort Belleville, ce qui accroît notablement le nombre de cycles de charge de ressorts Belleville sollicités dynamiquement et par suite aussi la durée de vie d'embrayages équipés de tels ressorts De tels embrayages à friction doivent en outre permettre une production économique et un montage facile. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le corps annulaire du ressort Belleville présente radialement des échancrures entre les bras et les extrémités extérieures des fentes séparant les languettes dudit ressort La réalisation de telles échancrures dans le corps du ressort Belleville ou dans les zones de transition entre les bras et ledit corps annulaire permet de former entre les bras et le corps des transitions ou zones de transition, qui per- mettent une variation de la conicité du corps du ressort Belleville par rapport aux bras sans production de contraintes supplémentaires notables dans le corps et les bras Les transitions compensent ainsi la variation de conicité entre le corps et les bras du ressort Belleville, de sorte que les bras doivent essentiellement absorber 2536 1 4 1 la force du ressort Belleville s'exerçant axialement. Afin de garantir une élasticité élevée et par suite une grande durée de vie du ressort Belleville, et selon une autre caracté- ristique avantageuse de l'invention, les échancrures disposées entre les extrémités extérieures des fentes, dans le corps du res- sort Belleville, s'étendent dans le sens circonférentiel dudit ressort et sont en arc de cercle Une telle réalisation des échan- crures permet de former entre les bras et le corps du ressort Belle- ville accumulant l'énergie ou la force, des zones de torsion orientées suivant le sens circonférentiel du ressort Ces zones de torsion peuvent assurer la compensation précitée de la variation de conicité entre le corps et les bras du ressort Belleville Selon une autre caractéristique de l'invention, les échancrures s'étendent de part et d'autre des bras dans le sens circonférentiel et permettent ainsi de former les zones de transition s'étendant dans le sens circon- férentiel de chaque côté des bras Afin d'assurer une élasticité de torsion suffisante des transitions formées par les zones de torsion et de limiter ainsi les contraintes produites à une valeur admissible, et selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, les zones des échancrures s'étendant dans le sens circonférentiel sui- vant la largeur des bras correspondent chacune au moins à la demi- largeur des bras Afin toutefois de ne pas réduire la raideur axiale des transitions entre les bras et le corps du ressort Belleville à une valeur inadmissible, c'est-à-dire pour assurer la fonction de l'embrayage à friction, et selon une autre caractéristique de l'in- vention, la longueur totale de toutes les échancrures ne dépasse pas les 2/3 de la circonférence qui leur est affectée Suivant une autre caractéristique de l'invention, les échancrures sont disposées radialement à l'intérieur du corps annulaire du ressort Belleville, de sorte que les transitions peuvent être formées par des zones dudit corps. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, les transitions dirigées suivant le sens circonférentiel du ressort Belleville et permettant une compensation de la variation de conicité entre le corps et les bras dudit ressort se trouvent au moins sensi- blement sur le même diamètre que la zone de-pivotement ou de retour- nement autour de laquelle le ressort Belleville pivote lors de la manoeuvre de l'embrayage à friction. Bien que l'application du principe de la présente invention permette de réaliser des embrayages à friction dans lesquels le ressort Bellevile est utilisé comme levier et les forces de ferme- ture de l'embrayage sont produites extérieurement, par des moyens hydrauliques ou pneumatiques par exemple, l'invention est décrite cidessous sur l'exemple d'un embrayage à friction dans lequel le ressort Belleville bandé au montage produit lui-même la force d'application et le dégagement est produit par un poussoir, une butée de débrayage ou un élément similaire, contre la force exercée par le ressort Belleville; Dans un tel embrayage à friction, et selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, les bras et le corps annulaire du ressort Belleville présentent chacun un angle de montage différent et les transitions formées par les échancrures constituent des zones de torsion Dans la grande majorité des cas, les bras présentent la même direction de montage, mais des angles de montage nettement supérieurs à celui du corps annulaire. Selon une autre caractéristique de l'invention, les transitions formées par les zones de torsion sont torsadées pour accroître leur raideur axiale Les transitions ainsi formées et réalisées présentent un moment résistant plus élevé à la flexion, sans influence sensible de leur élasticité de torsion Selon une autre caractéristique avan- tageuse de l'invention, les transitions sont torsadées en fonction des angles de montage différents des bras et du corps du ressort Belleville. Pour la fixation de l'embrayage à friction ou du ressort Belle- ville dudit embrayage, les bras comportent à leur extrémité opposée au corps annulaire du ressort une patte de fixation munie d'une ouverture pour une vis de fixation Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, les pattes de fixation des bras du res- sort Belleville, dans l'embrayage à friction non monté, forment un angle plat par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe de rotation, de l'embrayage, o les ouvertures ou perçages des'bras de fixation 2536 1 4 1 de l'embrayage sur le volant se trouvent avant montage sur un diamètre supérieur à celui des perçages de fixation du volant Il est ainsi possible, lors du vissage de l'embrayage à friction, c'est-à-dire du ressort Belleville sur le volant, d'éviter toute contrainte de torsion supplémentaire notable dans les transitions entre le corps annulaire et les bras du ressort Belleville, au moins au point de fonctionnement dudit ressort. Afin de permettre un montage rapide et facile de l'embrayage à friction sur par exemple le volant d'un moteur thermique, le plateau de pression et le ressort Belleville forment une unité en étant par exemple reliés par des moyens d'articulation fixes sui- vant le sens de rotation, mais flexibles axialement Ces moyens d'articulation entre le plateau de pression et le ressort Belleville peuvent selon une autre caractéristique de l'invention être consti- tués par des bandes formant une seule pièce avec le ressort et dis- posées-à distance de son corps, au moins sensiblement dans le sens circonférentiel Ces bandes peuvent être réalisées sous forme de lames de ressort fixées sur le platea de pression Selon une autre caractéristique de l'invention, les bandes sont disposées en arc de cercle Selon une autre caractéristique de l'invention, les bandes partent des bras du ressort Belleville. Pour faciliter le montage de l'embrayage à friction sur le volant, il peut être particulièrement utile que les bandes disposées suivant le sens circonférentiel et reliées au plateau de pression exercent sur les bras du ressort Belleville une force radiale, de sorte que les bras de l'embrayage non monté sont maintenus sur un diamètre prédéterminé tel que les ouvertures de vissage prévues sur les pattes de fixation des bras se trouvent au moins sensiblement sur le diamètre de vissage du volant. Afin que le plateau de pression se soulève parfaitement du disque d'embrayage lors du dégagement de l'embrayage à friction, les bandes disposées suivant le sens circonférentiel présentent un bandage axial qui charge le plateau de pression vers le corps du ressort Belleville, de sorte que le plateau de pression suit le pivotement de ce dernier et demeure appliqué sur lui. 253614 1 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 annexes sur lesquels: la figure 1 est la coupe partielle d'un embrayage à friction selon l'invention; la figure 2 est une élévation partielle suivant la flèche II de la figure 1; la figure 3 représente un moyen d'articulation du type lame de ressort, pouvant servir à la transmission du couple entre le volant et le plateau de pression de l'embrayage selon figures 1 et 2; la figure 4 est la coupe d'une variante de réalisation d'une zone de fixation, suivant l'axe IV-IV de la figure 2; et la figure 5 est le plan correspondant à la figure 4. L'embrayage 1 représenté aux figures 1 et 2 est fixé par des vis 3 sur le volant 2 d'une unité motrice non représentée Il com- prend un plateau de pression 4, mobile axialement vers le volant 2 et chargé par un ressort Belleville 5 en direction dudit volant 2, de sorte que le disque d'embrayage 6 prévu entre le volant et le plateau de pression et monté sur un arbre d'entrée non représenté d'une boite de vitesses est bandé entre ces pièces Le ressort Bel- leville prend appui par des zones de charge 7 sur des bossages 8 du plateau de pression 4 et est fixé par des zones de fixation 9 sur le volant 2, à l'aide des vis 3. Le ressort Belleville 5 comprend un corps annulaire 10, d'o partent des languettes 11 qui sont dirigées vers l'intérieur et chargées par une b Utée de débrayage 12, actionnée par un dispositif non représenté, de façon que le ressort Belleville pivote sur une zone 13 située radialement à l'extérieur des zones de charge 7. Comme le montre la figure 2, les zones de fixation 9 du ressort Belleville 5 sont constituées par des bras s'étendant à partir du corps annulaire 10 du ressort avec lequel ils forment une seule pièce. Les bras se raccordent au corps annulaire 10 par des zones de tran- sition 14 permettant un pivotement ou une variation de la conicité du ressort Belleville par rapport aux bras 9 Ces zones de transi- tion 14 sont constituées par des échancrures 15 prévues à l'intérieur du corps annulaire 10 du ressort Belleville 5 et s'étendant de part et d'autre des bras 9 dans le sens circonférentiel, au moins sur une longueur 16 supérieure ou au moins égale à la double largeur 17 de l'extrémité des gras 9 opposée au corps annulaire 10 La zone de pivotement ou de retournement 13 se situe au moins sensiblement sur le même diamètre que les zones de transition 14; ou la ligne de pivotement 13 passe par les zones de transition 14, qui présentent- des propriétés semblables à celles de barreaux de torsion, permettent le pivotement du ressort Belleville et constituent des zones de tor- sion. Les bras 9 s'étendent radialement vers l'extérieur à partir du corps 10 du ressort Belleville 5, les zones de torsion 14 entre les bras 9 et le corps annulaire 10 étant prévues radialement à l'exté- rieur du diamètre de charge 18 du ressort 5, sur les bossages 8 du plateau de pression 4 Les zones de torsion 14 sont-en outre torsa- dées pour accroître leur moment résistant à la flexion suivant le sens axial de l'embrayage. Les bras 9 sont constitués par des branches partant du corps annulaire 10 ou des zones 14 et présentant une patte de fixation 19 à leur extrémité opposée au corps annulaire 10 Comme le montre la figure 1, les bras 9 s'étendent suivant la longueur axiale du plateau de pression 4 et du disque d'embrayage 6 prévu entre ledit plateau 4 et le volant 2, de sorte que les pattes de fixation 19 s'appliquent sur le volant 2 à l'extérieur du diamètre extérieur de friction 6 a du disque d'embrayage 6 et que l'embrayage 1 peut être fixé sur le volant 2 par des vis 3 passant chacune dans une ouverture prévue sur les pattes de fixation 19. Afin d'assurer la transmission du couple entre le volant 2, ou le ressort Belleville solidarisé en rotation avec ledit volant par les vis 3, et le plateau de pression 4, ce dernier est relié au ressort Belleville 5 par des moyens d'articulation fixes suivant le sens de rotation, mais flexible axialement, et constitués par des lames de ressort 20 Pour ce faire, les lames de ressort 20 sont articulées d'une part sur des bossages 21 du plateau de pression 4, dirigés radialement vers l'extérieur, et d'autre part sur les bras 9 25361 4 1 au voisinage des pattes de fixation 19. Dans l'exemple de réalisation représenté, les moyens d'articu- lation sous forme de lames de ressort 20 constituent un assemblage fermé en anneau de cercle Une lame de ressort 20 part pour ce faire de chaque bras 9, dans les deux sens de rotation, et est fixée par sont extrémité opposée aux bras sur un bossage 21 du plateau de pres- sion 4 Deux lames de ressort 20 agissant suivant deux sens opposés peuvent être réunis en une unité 22, comme le montre la figure 3. Comme le montre la variante de réalisation d'une zone de fixa- tion ou d'un bras 9 a selon figures 4 et 5, les moyens de transmission du couple entre le plateau de pression 9 et le ressort Belleville 5 ou les bras 9 a peuvent être constitués par des moyens d'articula- tion 20 a du type lames de ressort formées sur le ressort Belleville ou ses bras 9 a Les moyens d'articulation 20 a sont réalisés en arc de cercle pour s'adapter au profil extérieur du plateau de pression 4 Comme le montrent en outre les figures 4 et 5, les moyens d'arti- culation 20 a partent des zones de fixation 19 a des bras 9 a Ces der- niers sont réalisés de façon que leur'zone en regard du corps du ressort Belleville se raccorde audit corps par une boucle 23, en saillie axiale sur les transitions 14 a Un autre moyen d'articulation b peut partir d'une zone de fixation 19 a dans le sens opposé à celui du moyen d'articulation 20 a disposé suivant le sens de rota- tion, comme indiqué en points et tirets sur la figure 5. La position qu'occuperait le ressort Belleville 5 non monté est indiquée en tireté sur la figure 1 On voit que dans l'état non bandé du ressort Belleville 5, les pattes de fixation 19 sont disposées suivant un angle plat 24 par rapport au plan de rotation de l'em- brayage 1 et que les ouvertures 25 des pattes de fixation 19 sur un diamètre supérieur au diamètre de vissage 26 sur le volant 2. Pour faciliter le montage de l'embrayage 1 sur le volant 2, les ouvertures 25 des pattes de fixation 19 sont, dans l'état non monté de l'embrayage 1, maintenues au-dessus des lames de ressort 20, au moins sensiblement sur le diamètre de vissage 26 du volant 2 Les lames de ressort 20 exercent pour ce faire sur les bras 9 ou les pattes de fixation 19 une force radiale suffisante pour déformer ou 2536 1 4 1 bander les bras 9 ou les transitions 14 de la valeur requise par rapport au reste du ressort Belleville qui, dans l'état non monté de l'embrayage, conserve sensiblement la position représentée en tireté sur la figure 1. Pour assurer le décollement du plateau de pression 4 par rap- port au disque d'embrayage 6 dans l'embrayage dégagé, les lames de ressort 20 présentent axialement un bandage qui charge le plateau de pression 4 vers le corps 10 du ressort Belleville, de sorte que les bossages 8 demeurent toujours appliqués sur le ressort Belle- ville 5 lors du dégagement de l'embrayage. Pour assurer une transmission optimale dans le corps 10 du ressort Belleville 5 des forces de manoeuvre exercées par la butée de débrayage 12 sur les extrémités des languettes, ledit ressort 5 présente des nervures de raidissement 27, qui s'étendent sur les languettes 11 et le corps annulaire 10, et se terminent avant l'extrémité des languettes et le bord extérieur du corps annulaire 10. Pour le dégagement de l'embrayage, le ressort Belleville 5 monté bandé est chargé par la butée de débrayage 12 suivant la flèche I de la figure 1 Le ressort Belleville 5 pivote alors sur sa zone de pivotement 13, les zones 14 qui permettent une torsion assurant alors l'essentiel de la compensation de la variation de conicité entre le corps 10 du ressort Belleville et les bras 9. 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 Embrayage à friction du type "tiré", constitué par un ressort Belleville qui comprend un corps annulaire avec des languettes dirigées vers l'intérieur et séparées par des fentes, ainsi que des bras dirigés vers l'extérieur et servant à la fixation de l'embrayage qui comprend en outre un plateau de pression sur un volant et qui, par une zone située à l'intérieur des bras, charge le plateau de pression en direction d'un disque d'embrayage à pré- voir entre ledit plateau et le volant, ledit embrayage étant caractérisé en ce que le corps annulaire ( 10) présente radialement des échancrures ( 15) entre les bras ( 9, 9 a) et les extrémités extérieures des fentes. 2 Embrayage à friction selon revendication 1, caractérisé en ce que les échancrures ( 15) sont-disposées en arc de cercle. 3 Embrayage à friction selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les échancrures ( 15) s'étendent dans le sens circonférentiel de part et d'autre des bras ( 9, 9 a). 4 Embrayage à friction selon revendication 3, caractérisé en ce que les zones ( 14, 14 a) s'étendant dans le sens circonférentiel sui- vant la largeur des bras ( 9, 9 a) correspondent chacune au moins à la demi-largeur ( 17) desdits bras. Embrayage à friction selon une des revendications 3 ou 4, carac- térisé en ce que la longueur totale de toutes les échancrures ( 15) ne dépasse pas les deux tiers de la circonférence qui leur est affectée. 6 Embrayage à friction selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les échancrures ( 15) sont disposées radia- lement à l'intérieur du corps annulaire ( 10) du ressort Belleville ( 5). 7 Embrayage à friction selon une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les bras ( 9, 9 a) et le corps annulaire ( 10) présentent chacun un angle de montage différent et les transi- tions formées par les échancrures constituent des zones de torsion. 8 Embrayage à friction selon une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les perçages ( 25) des bras ( 9, 9 a) ser- 1 1 vant à la fixation de l'embrayage ( 1) sur le volant ( 2) se trouvent avant montage sur un diamètre supérieur à celui des percages de fixation sur le volant ( 2). 9 Embrayage à friction selon revendication 8, caractérisé en ce que les transitions ( 14, 14 a) sont torsadées en fonction des angles de montage différents. Embrayage à friction selon une des revendications 8 ou 9, carac- térisé en ce que les zones de torsion ( 14, 14 a) constituent la zone de pivotement ( 13) faisant varier la conicité du ressort Belleville ( 5). 11 Embrayage à friction selon une quelconque des revendications 1 à , caractérisé en ce que le ressort Belleville ( 5) forme une seule pièce avec des bandes ( 20 a, 20 b) disposées à distance du corps ( 10) et au moins sensiblement dans le sens circonférentiel. 12 Embrayage à friction selon revendication 11, caractérisé en ce que le plateau de pression ( 4) est fixé sur les bandes ( 20 a, 30 b). 13 Embrayage à friction -selon une des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que les bandes ( 20 a,' 20 b) sont disposées en arc de cercle. 14 Embrayage à friction selon une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que les bandes ( 20 a, 20 b) partent des bras ( 9 a).