Brevet FR2555268A1 — publié le 19850524

L3 présente invention a pour objet un embrayage à disque fonctionnant à sec, utilisé notamment dans un véhicule automobile. Dans un embrayage à disque classique, fonctionnant à sec, on utilise un ressort de torsion du type ressort en spirale, ou un bloc de caoutchouc fonctionnant en torsion, afin d'engendrer un couple de torsion. Par exemple, on dispose un ressort en spirale dans une ouverture en forme de fenêtre ménagée dans une plaque latérale, de manière que ce ressort soit comprimé, dans une direction circonférentielle, entre le bord circonférentiel de ladite fenêtre et une encoche ménagée dans un flasque ou dans une collerette d'un moyeu cannelé. Cependant, un disque d'embrayage fonctionnant à sec, utilisant un tel ressort en spirale, présente l'inconvénient d'une construction compliquée, et également d'être difficile à réaliser sous une forme compacte. Par ailleurs, avec un tel disque classique, il est difficile d'obtenir un angle de torsion suffisant, étant donné que l'espace libre pour recevoir le ressort en spirale est limité. Par conséquent, la présente invention se propose d'apporter un embrayage à disque fonctionnant à sec ne présentant pas les inconvénients des solutions antérieures examinées ci-dessus, et apportant en outre les avantages suivants i - simplification considérable de la construction du disque d'embrayage 2" - possibilité de réaliser très facilement un disque d'embrayage sous une forme compacte ; et, 3 - possibilité d'obtention d'un angle de torsion important, grace à l'utili sation d'un ressort à lame et d'une came, comme on le verra ci-après. La présente invention a donc pour objet un disque d'embrayage fonctionnant à sec qui est caractérisé en ce qu'il comprend une came s'étendant radialement vers l'extérieur, réalisée sur un moyeu cannelé, côté sortie, des plaques latérales, côté entrée, disposées sur les deux côtés de ladite came, des ressorts à lame disposés en regard de la surface de la came, et qui sont soumis à une déformation élastique radialement vers l'extérieur, sous l'effet de ladite came, ces ressorts étant disposés entre lesdites plaques latérales, et un moyen de butée, constitué d'un matériau élastique, au contact de chaque ressort à lame lors de sa déformation radiale vers llextérieur, ce moyen de butée étant prévu sur les plaques latérales, avec interposition d'une distance déterminée par rapport au ressort à lame considéré, radialement vers l'extérieur. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés, qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif Sur les dessins - la Figure 1 est une vue en élévation frontale et en coupe verticale d'un disque d'embrayage selon l'invention, la coupe étant prise selon I-I de la Figure 2; - la Figure 2 est une vue en coupe selon II-II de la Figure 1 - la Figure 3 est une représentation schématique destinée à expliquer le fonctionnement d'un disque d'embrayage selon la présente invention; - la Figure 4 est une courbe qui illustre les caractéristiques de torsio de ltembrayage selon l'invention; et, - la Figure 5 est une vue partielle, en élévation frontale et en coupe partielle, montrant les déformations subies par le ressort à lame. On se réfère en premier lieu aux Figures 1 et 2. Sur ces Figures, on voit une came extérieure, de forme sensiblement triangulair-e, désignée par la référence 2, et réalisée sur un moyeu cannelé 1, côté extérieur, de manière à s'étendre radialement vers l'extérieur. Des éléments d'extrémité 6, qui présentent un faible coéfficient de frottement et qui sont, par exemple, réalisés en une matière plastique, sont fixés sur les trois angles de la came 2, comme représenté sur la Figure 1. L'une des faces latérale s1 extérieurement radiale, d l'élément 6, se raccorde à la surface périphérique externe de la came 2, chaqu autre surface constituant une partie de cette surface de came.Chaque portion de la surface de came située entre les éléments d'extrémité 6, est incurvée, respectivement, de manière à obtenir une forme légèrement convexe radialement externe. Sur les deux côtés axiaux de la came 2 (Fig. 2), on dispose des première et seconde plaques latérales 3 et 4, côté entrée, ces plaques venant s'ajuster sur une surface périphérique externe du moyeu cannelé 1. Les deux plaques 3 et 4 sont interconnectées à l'aide de trois broches d'arrêt 7 et de trois broches de support de ressort à lame 8, chacune de ces broches étant parallèle à l'axe O. Une pluralité de plaques d'amortissement 5 (une seule de ces plaques est visible sur le dessin) est fixée sur le bord périphérique externe de la première plaque latérale 3, le long de sa circonférence, et une garniture d'entrée 6a est fixée sur les deux côtés de cette plaque d'amortisse ment 5. La garniture d'entrée 6a est disposée, par exemple, entre un volant et une plaque de pression, non représentés sur le dessin. Chaque broche de support 8 est disposée de manière à être équiespacée dans la direction circonférentielle, et en même temps de façon à faire face à chaque élément d'extrémité 6, à partir du côté extérieurement radial, une petite distance étant maintenue entre chaque broche et chaque élément d'extrémité. Un ressort à lame 9, qui est au contact de la surface de came et qui s'étend sensiblement dans la direction circonférentielle le long de cette surface de came, est disposé entre les broches de support 8, comme on peut le voir notamment sur la Figure 1. Une extrémité frontale 9a de chaque ressort à lame 9, du côté F, dans le sens de la rotation de l'embrayage, est réalisée sous la forme d'une extrémité libre s'ajustant sur la broche de support 8, de façon à pouvoir glisser librement sur cette dernière.Une extrémité postérieure 9b de chaque ressort à lame 9, du côté opposé à la flèche F, s'enroule sur la broche de support 8. L'extrémité frontale 9a de chaque ressort à lame 9 est pourvue d'une encoche s'étendant sensiblement sur la moitié de la longueur de cette extrémité frontale, à partir du côté de la seconde plaque latérale 4, et, de la même façon, l'extrémité postérieure 9b de chaque ressort à lame 9 comporte une encoche s'étendant sur la moitié de la longueur de cette extrémité, à partir du côté de la première plaque latérale 3, comme on peut le voir sur la Figure 2. La disposition est par conséquent telle que l'extrémité postérieure 9b et l'extrémité frontale 9a de deux ressorts à lame 9 consécutifs peuvent être montées sur une broche de support 8, sans que la position du ressort à lame 9 subisse une déviation axiale. Chaque broche d'arrêt 7 est disposée sur chaque bissectrice de l'angle que font entre elles les broches de support 8, respectivement, et on prévoit des éléments de butée ou d'arrêt 10, de forme cylindrique et constitués de préférence de caoutchouc, chacun de ces éléments d'arrêt étant monté, respectivement, sur chacune des broches 7. Une partie d'extrémité, du côté de l'axe O du disque d'embrayage, de l'élément d'arrêt en caoutchouc 10, fait face à un ressort à lame 9, de manière à maintenir entre ces deux éléments une distance déterminée. On décrira maintenant le fonctionnement d'un embrayage selon la présente invention. Lorsque la garniture 6a est en prise avec un volant ou tout autre élément similaire, les plaques latérales 3, 4, commencent à tourner dans le sens de la flèche F, et, simultanément, le moyeu 1 commence également à tourner, par l'intermédiaire des ressorts à lame 9 et de la came 2. Lorsque le couple de rotation des plaques latérales 3 et 4 augmente, ces plaques latérales 3 et 4 commencent à subir une torsion, s'exerçant dans le sens de la flèche F, par rapport au moyeu 1, et les ressorts à lame 9 commencent à subir une déformation élastique dans la direction radiale vers l'extérieur, sous l'effet de la came 2 (par l'intermédiaire des éléments d'extrémité 6). En d'autres termes, les plaques latérales 3 et 4 commencent à se tordre dans la direction de la flèche F, par rapport au moyeu 1, à l'encontre de la force élastique développée par les ressorts à lame 9. La Figure 3 illustre les positions relatives d'un ressort à lame 9, de la came 2 (élément d'extrémité 6) et de l'élément de butée en caoutchouc 10. L'examen de cette Figure montre que l'angle de torsion devient plus important lorsque l'étape de torsion progresse depuis la partie supérieure A vers les parties inférieures B, C et D de cette Figure 3. Par conséquent, étant donné que l'angle de torsion devient plus important à partir de l'étape A, représentée sur la Figure 3 (et qui correspond à la position illustrée par la Figure 1), le point de contact de l'élément d'extrémité 6a avec le ressort à lame 9 se déplace verf le côté de l'extrémité postérieure 9b de ce ressort à lame, et ce dernier vient au contact de l'élément d'arrêt en caoutchouc 10, après déplacement de 1' 61é- ment d'extrémité 6 sur une certaine distance, comme représenté sur la partie B de la Figure 3.Le ressort à lame 9 ne fonctionne que dans un domaine qui est compris entre les parties A et B de la Figure 3, si bien que la rigidité de torsion (il s'agit de la pente de la courbe) est faible, comme on peut le voir sur la partie A, B, de la courbe représentée sur la Figure 4. Ensuite, lorsqu'on part de l'étape représentée sur la partie B de la Figure 3, l'élément d'extrémité 6 se déplace vers le côté de l'extrémité postérieure 9b du ressort à lame, et l'élément de butée en caoutchouc 10 commence à subir une déformation élastique, en même temps que le ressort à lame 9, ce qui fait que l'on atteint la position représentée sur la partie C de la Figure 3. Dans cette position, l'élément de butée en caoutchouc 10 fonctionne comme un point de support intermédiaire, la moitié frontale du ressort à lame 9 est repoussée vers l'avant, vers le côté de l'élément en caoutchouc 10 (en considéranl la direction radiale vers l'extérieur de la Figure 1), et la moitié postérieure du ressort à lame 9 est rappelée vers le côté qui est opposé à l'élément d'arrêt en caoutchouc 10 (côté de l'axe O, en regardant la Figure 1). Les forces élastiques du ressort à lame 9 et de l'élément d'arrêt en caoutchouc 10 agissent (à un stade qui est situé entre les positions B et C de la Figure 3) de manière que la rigidité de torsion, dans cette partie de la courbe illus trée par la Figure 4, soit plus importante que celle de la partie A, B, de cette courbe. Lorsqu'on part de la position représentée sur la partie C de la Figure 3, l'élément d'extrémité 6 continue à se déplacer vers le côté dc l'extrémité postérieure, et la rigidité de torsion devient brutalement plus importante, comme le montre la partie C, D, de la courbe de la Figure 4, étant donné qu'on peut supposer que la distance séparant le point de contact du ressort à lame avec l'élément d'arrêt en caoutchouc 10 de l'élément d'extrémité 6 représente la moitié de la distance correspondante, pour la partie B de la Figure 3, et étant donné que cet élément d'extrémité 6 s'est rapproché de l'élément d'arrêt en caoutchouc 10. Lorsque l'élément d'arrêt en caoutchouc a été comprimé jusqu'à sa limite maximale, comme représenté sur la partie D de la Figure 3, l'action de torsion est terminée. La rigidité de torsion est déterminée par l'épaisseur du ressort à lame 9 et par la rigidité de l'élément d'arrêt en caoutchouc 10. Sur la courbe illustrée par la Figure 4, on a représenté, en abcisse, l'angle de torsion +, et, en ordonnée, le couple de rotation T. On notera que l'hystérésis est extrêmement faible dans la partie A, B de la courbe illustrée par la Figure 4, étant donné que l'hystérésis est engendrée uniquement par l'effet d'un frottement entre l'élément d'extrémité 6 et le ressort à lame 9, qui présentent tous les deux de faibles coëfficients de frottement. Dans la partie B, C, de la courbe représentée sur la Figure 4, il commence à se produire un frottement entre le ressort à lame 9 et 11 élément d'arrêt en caoutchouc 10, en plus du frottement qui existe entre l'élément d'extrémité 6 et le ressort à lame 9. Par ailleurs, la force de compression, ainsi que la surface de compression entre le ressort à lame 9 et l'élément de butée en caoutchouc 10, augmentent en même temps qu'augmente l'angle de torsion, et la force de frottement augmente avec l'augmentation de la force de com pression et de la surface de compression. Il en résulte que l'hystérésis devient graduellement plus élevée. Sur la section C, D de la courbe représentée sur la Figure 4, on obtient une hystérésis élevée, étant donné que le frottement entre le ressort à lame 9 et l'élément de butée ou d'arrêt en caoutchouc 10 devient particulièrement important. De préférence, la came 2, de forme sensiblement triangulaire, comporte trois angles (éléments d'extrémité 6), mais, cependant, on peut envisager de réaliser cette came sous une forme elliptique, avec deux angles seulement. Par ailleurs, chaque élément d'extrémité 6 peut faire partie intégrante de la came 2 et du moyeu 1, en utilisant un matériau présentant une surface lisse, par exemple des fibres de carbone. Les deux extrémités du ressort à lame 9 peuvent être réalisées en forme de crochets, qui entourent les broches de support 8, comme on peut le voir sur la Figure 5. Comme on l'a décrit ci-dessus, la came 2, qui s'étend radialement vers l'extérieur, est formée sur le'moyeu cannelé 1, côté sortie, les plaques latérales 3 et 4 sont disposées, cOté entrée, sur les deux côtés de la came 2, chaque ressort à lame 9 , en regard de la surface de came et pouvant subir une déformation élastique radialement vers l'extérieur sous l'effet de cette came, est placé entre les plaques latérales 3 et 4, et l'élément d'arrêt en caoutchouc (ou en tout autre matériau élastique) 10, qui est au contact du ressort à lame 9 lors de la déformation radiale de ce dernier, est prévu sur les plaques latérales en ménageant une distance déterminée par rapport au ressort à lame. Compte tenu de la disposition décrite ci-dessus, le disque d'embrayage à sec selon la présente invention apporte les avantages principaux ci-après, par rapport aux solutions antérieures 1 - ~ la conception du disque d'embrayage est simplifiée, et ce dernier peut être réalisé sous forme compacte, étant donné que le couple de torsion est obtenu à l'aide de la came 2, des ressorts à lame 9 et des éléments de butée en caoutchouc 10 2 - on obtient facilement un angle de torsion important, même dans un espace limité, étant donné que l'on utiIise la déformation élastique des ressorts à lame 9, provoquée par la came 2.Par ailleurs, on ob tient une modification sans à-coups de la courbe de torsion (comme le montrent les parties B et C de la Figure 4 ), étant donné que la carac téristique de torsion change avec l'état de contact de l'élément de butée en caoutchouc 10 avec le ressort à lame 9 correspondant; 3 - la force de frottement engendrant l'hystérésis change avec l'augmenta tion du couple de rotation, à partir d'une force de frottement qui est engendrée uniquement entre chaque ressort à lame 9 et la came 2, jusqu'à une force de frottement qui englobe celle qui est engendrée entre le ressort 9 et l'élément 10, s'ajoutant à la force de frottement ci-dessus. I1 en résulte qu'il est possible d'obtenir une faible hystérésis pour un faible couple de rotation, et une hystérésis élevée pour un couple de rotation important, ce qui permet d'obtenir un disque d'em brayage optimal pour une application sur un véhicule automobile. Dans l'exemple de réalisation décrit ci-dessus, chaque ressort à lame 9 est disposé en regard de la surface de came correspondante, en étant au contact de cette dernière, à l'état préalable, comme représenté sur la Figure 1 cependant, on peut envisager une variante dans laquelle chaque ressort à lame 9 disposé en face de la surface de came est séparé de cette dernière par une courte distance, dans la direction radiale. Par ailleurs, la forme de ressort à lame représenté sur le dessin n'est pas limitative ; en effet, on peut utiliser un ressort comportant plusieurs lames, ou un ressort constitué par une plaque, ou bien encore par plusieurs tiges ou fils de ressorts, auxquels on confère la forme d'un ressort à lame. L'invention peut également s'appliquer à un disque d'amortissement pour mécanisme d'embrayage. I1 demeure hen entendu que la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation et d'application décrits ou mentionnés ci-dessus, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 - Disque d'embrayage pour système d'embrayage fonctionnant à sec, utilisé notamment dans un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend une came (2) s'étendant radialement vers l'extérieur, réalisée sur un moyeu cannelé (1), côté sortie, des plaques latérales (3, 4), disposées côté entrée sur les deux côtés de ladite came, des ressorts à lame (9) disposés respectivement en regard de la surface de cette came, et qui sont soumis à une déformation élastique radialement vers l'extérieur sous l'effet de cette came, ces ressorts étant disposés entre lesdites plaques latérales (3, 4) et un moyen d'arrêt ou de butée (10), constitué de préférence d'un matériau élastique, au contact de chaque ressort à lame lors de sa déformation radiale vers llexté- rieur, ce moyen de butée (10) étant prévu sur lesdites plaques latérales (3, 4) avec interposition d'une distance déterminée par rapport au ressort à lame~con- sidéré radialement vers l'extérieur. 2 - Disque d'embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un élément d'extrémité (6) présentant un faible coëfficient de frottement, qui est prévu sur chaque angle de ladite came (2). 3 - Disque d'embrayage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de broches (8) de supports de ressorts à lame, disposées sur les plaques latérales avec des espaces constants, selon la direction circonférentielle, une extrémité frontale, dans le sens de la rotation de l'embrayage (9a) de chaque ressort étant prévue de façon à pouvoir glisser librement par rapport à la broche de support correspondante sur laquelle elle est montée, et une extrémité postérieure (9b) > prévue sur chaque ressort à lame, de manière à s'enrouler sur l'autre broche de support correspondante, sous la forme d'une extrémité fixe. 4 - Disque d'embrayage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de broches de supports de ressorts à lame (8), qui sont prévues sur les plaques latérales avec des espaces constants, selon la direction circonférentielle, et en ce que les deux extrémités de chaque ressort à lame sont réalisées sous la forme de crochets qui entourent les broches de support. 5 - Disque d'embrayage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un élément de butée ou d'arrêt (10), constitué de préférence d'un matériau élastique, disposé sur la bissec trice de l'angle que font entre elles deux broches de support consécutives (8). 6 - Disque d'embrayage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau élastique utilisé pour réaliser chaque élément de butée ou d'arrêt (10) est du caoutchouc.