Brevet FR2560312A1 — publié le 19850830

DISPOSITIF D'EMBRAYAGE A DISQUES DE FRICTION La présente invention a pour objet un dispositif d'embrayage à disques de friction, notamment pour véhi- cule automobile, comportant une première plaque de fric- tion apte à être entraînée autour d'un axe de rotation, une seconde plaque de friction guidée solidaire en rota- tion mais déplaçable axialement sur la première plaque de friction et un disque d'embrayage disposé entre les deux plaques de friction en direction axiale, coaxiale- ment à celles-ci, et apte à tourner par rapport aux pla- ques de friction, un dispositif à ressort précontraignant la seconde plaque de friction vers la première plaque de friction, de façon élastique en direction axiale, et un dispositif de débrayage. Dans les dispositifs d'embrayage de ce genre, une première plaque de friction est conformée en volant d'inertie et est fixée directement sur le vilebrequin du moteur à combustion interne. La seconde plaque de fric- tion, servant de plaque de pression, forme avec un carter du dispositif d'embrayage et avec une rondelle ressort ou un diaphragme ressort un ensemble de pressage, qui lors du montage doit être vissé, en position parfaitement centrée, sur le volant d'inertie. Lors de cette opération, la force de précontrainte du ressort doit être vaincue. Le disque d'embrayage constitue un élément à incorporer séparément, par rapport à l'ensemble précité. Etant donné que le dispositif d'embrayage est ainsi monté à partir de plusieurs parties initialement indépendantes les unes des autres, les tolérances dimen- sionnelless'additionnent et peuvent devenir relativement importantes, ce qui a pour conséquence des variations de la force de serrage, d'un dispositif d'embrayage à un autre. De cette manière, on risque d'avoir initialement des forces de serrage d'une valeur trop élevé et indési- rable, ou au contraire la force de précontrainte se réduit à des valeurs trop faibleset inadmissibles déjà lorsque l'embrayage est faiblement usé. Le but de l'invention est d'éviter ces inconvé- nients, en fournissant une solution nouvelle qui facilite le montage du dispositif d'embrayage et qui permette de mieux respecter les tolérances imposées au montage. A cet effet, il est proposé selon l'invention que les deux plaques de friction, le disque d'embrayage et le dispositif à ressort sont réunis en un ensemble constructif, qui en tant que tel peut être fixé de façon amovible sur un organe de fixation co-axial aux plaques de friction. Dans un dispositif d'embrayage ainsi conçu, tous les éléments pouvant influencer les tolérances du ressort sont pré-assemblés pour former un ensemble cons- tructif, qui est contrôlé, et éventuellement ajusté. en ce qui concerne les tolérances, avant le montage final. Un tel ensemble constructif peut aussi être équilibré globalement, ce qui n'était pas réalisable avec les dis- positifs d'embrayage antérieurs. Lors du montage final de cet ensemble constructif, il n'y a plus lieu de vain- cre des forces de précontrainte de ressort, ce qui faci- lite le centrage et l'assemblage. Le démontage du dispo- sitif d'embrayage est lui aussi facilité, en particulier dans le cas de dispositifs d'embrayage du type par trac- tion. Dans la mesure o il est prévu un arbre d'entrée de la boîte de vitesses pouvant être inséré, et avec une conformation appropriée du carter de la boîte de vitesses, le dispositif d'embrayage peut être déposé sans avoir à séparer la boîte de vitesses du moteur. L'espace néces- saire pour le stockage de dispositifs d'embrayage selon l'invention est par ailleurs réduit, du fait que les dis- ques d'embrayage ne doivent pas être stockés séparément, mais sont déjà incorporés dans les ensembles constructifs considérés. La première plaque de friction ne doit pas obli- gatoirement renfermer toute la masse d'inertie, quoique cette disposition soit avantageuse; une partie de la masse d'inertie peut aussi être procurée par l'organe de fixa- tion. Toutefois, pour un moment d'inertie de valeur donnée, le poids de l'embrayage peut être diminué en prévoyant que la première plaque de friction est conformée en volant d'inertie annulaire, qui est assemblé par vissage sur un disque de fixation relativement léger, réalisant la liai- son avec le vilebrequin. Le disque de fixation peut être constitué par une pièce en tôle emboutie, qui est rigidi- fiée aussi bien axialement qu'en direction périphérique par des nervures ou moulures de raidissement, de manière à pouvoir supporter le couple de rotation du dispositif d'embrayage, ainsi que les forces axiales de débrayage. De préférence, la pièce en tôle emboutie, consti- tuant le disque de fixation, s'étend essentiellement sur toute la largeur radiale du volant d'inertie annulaire, et elle est vissée dans la zone de sa périphérie sur ce volant d'inertie. De cette manière, la plus grande partie des masses d'inertie se situe vers le bord extérieur du volant d'inertie, réalisé avec une rigidité suffisante. Les nervures ou moulures de raidissement s'éten- dent essentiellement en direction radiale, entre le dis- que de fixation et la plaque de friction adjacente en direction axiale, et elles forment des canaux d'air de refroidissement pour les surfaces de friction du volant d'inertie. Les conditiorsd'usure du volant d'inertie et de la plaque de pression peuvent ainsi être rendues à peu près égales à celles des dispositifs d'embrayage usuels. La première plaque de friction, conformée en volant d'inertie, peut être réalisée en un matériau peu coûteux, par exemple en fonte grise, d'autant plus que ce volant est raidi par le disque de fixation. Pour pou- voir encaisser les sollicitations dues à la force centri- fuge, la première plaque de friction est avantageusement précontrainte en direction radiale, à l'intérieur d'un élément annulaire en acier ou similaire serré autour de la périphérie extérieure de la première plaque de friction et pouvant constituer simultanément le carter d'embrayage. L'élément annulaire constituant carter d'embrayage est, de préférence, fixé de manière indémontable sur le volant d'inertie par cintrage et sertissage. Ce mode d'assembla- ge réduit à la fois les coûts de fabrication, le poids et le volume du dispositif d'embrayage. Un roulage de l'élément annulaire sur la face du volant d'inertie tour- née vers la plaque de pression est particulièrement avan- tageux, car en réglant ici la force de cintrage on peut ajuster la force élastique du dispositif à ressort. De toute façon, l'invention sera mieux comprise. et d'autres caractéristiques seront mises en évidence, à l'aide de la description qui suit, en référence au des- sin schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs, deux formes de réalisation du dispositif d'embrayage selon l'invention: Figure 1 est une vue en coupe longitudinale axia- le de la moitié supérieure d'un dispositif d'embrayage par traction à disque de friction pour véhicule automo- bile; Figure 2 est une vue de détail selon la flèche II du dispositif de figure 1; Figure 3 est une vue en coupe longitudinale axia- le de la moitié supérieure d'un dispositif d'embrayage par pression à disques de friction pour véhicule automo- bile. Le dispositif d'embrayage par traction à disques de friction pour véhicule automobile représenté aux figures 1 et 2 comprend un volant d'inertie (1) qui est fixé coaxialement, au moyen d'un disque en tôle métalli- que (3) de forme annulaire sur une bride (5) d'un vile- brequin (9) de moteur à combustion interne, tournant autour d'un axe de rotation (7). Le volant d'inertie (1) porte un carter d'embrayage (11) de forme essentiellement annulaire, qui renferme, du côté du volant d'inertie (1) opposé axialement au vilebrequin (9), une plaque de pres- sion (13) ayant essentiellement la forme d'un disque an- nulaire. La plaque de pression (13) est guidée, solidaire en rotation mais déplaçable axialement, sur le carter d'embrayage (11) à l'aide de plusieurs barrettes tangen- tielles (15) réparties en direction périphérique. Un dis- que d'embrayage (17), coaxial à l'axe de rotation (7), est disposé axialement entre le volant d'inertie (1) et la pla- que de pression (13) et est, de façon usuelle, accouplé solitaire en rotation mais déplaçable axialement avec un arbre d'entrée (19) d'une boîte de vitesses non représen- tée sur le dessin. Le disque d'embrayage (17) porte des garnitures de friction (21) et peut comprendre des dispo- sitifs d'amortissement d'oscillations de torsion, indiqués en (23) ainsi que des dispositifs d'amortissement d'oscil- lations par friction non représentés. Un diaphragme ressort (25) est serré entre le carter d'embrayage (11) d'une part et la plaque de pression (13) d'autre part, et il précon- traint élastiquement la plaque de pression (13) contre le volant d'inertie (1) par l'intermédiaire des garnitures de friction (21) du disque d'embrayage (17). Le diaphragme ressort (25) est en appui dans la zone de son pourtour extérieur contre le carter d'embrayage (11) et il porte, suivant un cercle de diamètre compris entre le diamètre intérieur et le diamètre extérieur, contre des saillies (27) de la plaque de pression (13). La plaque de pression (13) peut être déchargée de la force de pression du dia- phragme ressort (25) et le dispositif être débrayé, au moyen d'une butée de débrayage (31) montée déplaçable axia- lement sur un tube de guidage (29) de la boîte de vitesse et qui est en prise avec les extrémités radialement à l'intérieur des languettes (35) du diaphragme ressort (25). Le volant d'inertie (1) est ici réalisé en fonte grise, mais il peut aussi être réalisé en tous autres ma- tériaux habituellement utilisés pour la réalisation de volants d'inertie, par exemple en acier. Le carter d'embrayage (11) entoure, en le serrant, un rebord annulaire (37) du volant d'inertie (1) s'étendant radialement. Il est monté avec ajustement pressé avec pré- contrainte radiale sur la périphérie externe du rebord an- nulaire (37) et absorbe les forces centrifuges agissant sur le matériau tel que fonte grise du volant d'inertie. Le bord du carter (11) situé axialement à l'opposé du diaphragme ressort (25) est cintré derrière la face fron- tale du volant d'inertie (1) située du côté du vilebre- quin et forme un rebord annulaire (39) s'étendant radiale- ment vers l'intérieur, qui maintient le carter d'embrayage (11) sur le volant d'inertie (1). Par le cintrage du bord du carter d'embrayage (11), ce dernier est simultanément serré solidement en direction radiale sur le volant d'iner- tie (1). Un épaulement (41) orienté axialement en direc- tion du rebord annulaire (39) fixe le carter d'embrayage (11) sur le volant d'inertie (1) dans la direction axiale opposée. Une couronne dentée (43) est montée sur le côté extérieur de la gorge formée par l'épaulement (11) pour l'engrènement du pignon du démarreur. Le disque en tôle (3) est fixé par son bord ra- dialement intérieur, au moyen de vis (45), sur la bride (5) du vilebrequin (9). Le disque en tôle (3) fait saillie, dans sa zone radialement à l'intérieur, au-delà de la périphérie intérieure du volant d'inertie (1) qui a essen- tiellement la forme d'un disque annulaire et s'étend dans sa zone radialement à l'extérieur, sensiblement jusqu'à la périphérie externe du volant d'inertie (1), o il est fixé, au moyen de vis (47), sur le volant d'inertie (1) à travers le rebord annulaire (39). Des nervures ou mou- lures de raidissement (49) s'étendant essentiellement radialement sont réalisées par emboutissage dans le disque en tôle (3), et rigidifient ce disque en tôle aussi bien axialement qu'en direction périphérique. Les moulures s'étendant entre le disque en tôle (3) et le volant d'iner- tie (1) forment des canaux d'air de refroidissement ouverts des deux côtés du volant d'inertie (1) en direction radia- le pour le refroidissement du volant d'inertie (1). Entre les canaux d'air de refroidissement se succédant en direc- tion périphérique, le volant d'inertie (1) peut s'appuyer sur toute sa largeur radiale contre le disque de tôle (3). Le volant d'inertie (1), la plaque de pression (13), le disque d'embrayage (17) et le diaphragme ressort (25) constituent un ensemble qui peut, en tant que tel, être fixé de façon amovible, au moyen des vis (47) sur le disque de tôle (3) et par là être fixé sur le vilebre- quin (9). Un tel ensemble constructif est plus facile à monter que les embrayages usuels, dans lesquels l'ensem- ble des plaques de pression doit être fixé sur le volant d'inertie à l'encontre de la force d'un diaphragme ressort. Le cas échéant, des tenons de centrage ou similaires, faci- litant le centrage, peuvent en outre être prévus. Par ailleurs, le dispositif d'embrayage peut être équilibré comme un tout et, par modification de la pression de ser- rage lors du cintrage du rebord annulaire (39), on peut compenser les tolérances dimensionnelles du volant d'iner- tie (1), du disque d'embrayage (17), de la plaque de pres- sion (13) et du carter d'embrayage (11), qui influencent la force de précontrainte du diaphragme ressort (25). La figure 3 montre un dispositif d'embrayage par pression à disques de friction pour véhicule automobile, qui se différencie principalement du dispositif d'embraya- ge des figures 1 et 2 seulement par la disposition de ses barrettes tangentielles guidant la plaque de pression sur le volant d'inertie et par l'appui du diaphragme ressort sur le carter d'embrayage et sur la plaque de pression. qui est différentaet correspond au mode d'actionnement, ainsi que par la butée de débrayage. Les éléments ayant la même fonction sont désignés par les mêmes références que sur les figures 1 et 2 augmentées de 100. Pour de plus amples explications on se reportera donc à la description des figures 1 et 2. Pour le détail, des nez (127) de la plaque de pression (113) sont formés individuellement à la périphé- rie externe de celle-ci, et prennent appui sur le diaphrag- me ressort (125) dans la zone de la périphérie externe de celui-ci. Le carter (111) du dispositif d'embrayage s'étend jusque dans une zone médiane du diaphragme ressort (125), qui est appuyé dans cette zone sur le carter d'em- brayage (111), sur le côté de ce diaphragme ressort opposé axialement à la plaque de pression (113). La plaque de pression (113) est déchargée, au moyen d'un mouvement de débrayage dirigé vers le vilebrequin (109) de la butée de débrayage (131), de la force de précontrainte du diaphragme ressort (125). Les barrettes tangentielles (115) sont fixées par une de leurs extrémités sur la pla- que de pression (113), par leur autre extrémité directe- ment sur le volant d'inertie (101), donc sans l'intermé- diaire du carter (111). Ce mode de fixation facilite l'assemblage du dispositif d'embrayage et peut éventuel- lement être également utilisé dans l'embrayage par trac- tion des figures 1 et 2. 256031Z REVENDICATIONS 1. Dispositif d'embrayage à disque de friction notamment pour véhicule automobile, comprenant: a) une première plaque de friction (1; 101) apte à être entraînée autour d'un axe de rotation (7 107); b) une seconde plaque de friction (13; 113) gui- dée solidaire en rotation mais déplaçable axialement sur la première plaque de friction (1; 101); c) un disque d'embrayage (17; 117) de même axe, disposé axialement entre les deux plaques de friction (1,13; 101,113) et apte à tourner par rapport aux plaques de friction; d) un dispositif à ressort (25; 125) précontrai- gnant, de façon élastique en direction axiale, la seconde plaque de friction (13; 113) vers la première plaque de friction (1; 101); e) un dispositif de débrayage (31; 131). caracté- risé en ce que les deux plaques de friction (1,13; 101,113), le disque d'embrayage (17; 117) et le dispositif à ressort (25; 125) sont réunis en un ensemble constructif, qui en tant que tel peut être fixé de façon amovible sur un orga- ne de fixation (3; 103) coaxial aux plaques de friction (1,13; 101,113). 2. Dispositif d'embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première plaque de friction est conformée en volant d'inertie annulaire (1; 101) et en ce que la seconde plaque de friction est conformée en plaque de pression (13; 113), et en ce que l'ensemble cons- tructif précité est assemblé par vissage sur un disque de fixation (3; 103). 3. Dispositif d'embrayage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le disque de fixation (3; 103) est constitué par une pièce en tôle emboutie, qui est rigidifiée aussi bien axialement qu'en direction périphé- rique par des nervures ou moulures de raidissement (49; 149). 4. Dispositif d'embrayage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la pièce en tôle emboutie (3, 103) constituant le disque de fixation, s'étend essentiel- lement sur toute la largeur radiale du volant d'inertie annulaire (1; 101) , et est vissée dans la zone de sa péri- phérie sur ce volant d'inertie (1; 101). 5. Dispositif d'embrayage selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les nervures ou moulures de raidissement (49; 149) s'étendent entre le disque de fixation (3; 103) et la plaque de friction (1; 101) adjacente en direction radiale, et forment des canaux d'air de refroidissement, de direction essentiellement radiale. 6. Dispositif d'embrayage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la seconde plaque de friction (113) est maintenue solidaire en rotation mais déplaçable axialement sur la première plaque de friction (101) au moyen de plusieurs barrettes tangentielles (115) réparties en direction périphérique, caractérisé en ce que les extrémités des barrettes tangentielles (115) sont fixées directement sur la première plaque de friction (101) d'une part et sur la seconde plaque de friction (113) d'autre part. 7. Dispositif d'embrayage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'un élément annulaire (11; 111) est serré autour de la périphérie extérieure de la première plaque de friction (1; 101). 8. Dispositif d'embrayage selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'élément annulaire (11; 111) est cintré le long de son bord tourné axialement à l'op- posé de la seconde plaque de friction (13; 113) et forme un rebord annulaire (39; 139) saillant radialement vers l'intérieur et appliqué contre l'arrière de la première plaque de friction (1; 101). 9. Dispositif d'embrayage selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'au moins l'une des deux pla- ques de friction (1,13; 101,113), de préférence la pre- il mière plaque de friction (1; 101) est réalisée en fonte grise.