Brevet FR2607884A3 — publié le 19880610

FR 2607884 A3 19880610 FR 8716915 A 19871204 La présente invention concerne un disque d'embrayage a friction, en matériau de frottement, pourvu d'une fente oblique, et susceptible d'offrir des caractéristiques de durée et de résistance aux sollicitations répétées qui sont sensiblement supérieures à celles des disques classiques à anneau complet. Pour l'établissement entre des arbres d'organes mécaniques d'une liaison mécanique, susceptible de permettre sur commande la transmission d'un couple de rotation entre un arbre relié à un organe moteur, dit arbre menant, et un arbre relié à un organe résistant, dit arbre mené, ainsi que pour la séparation de ces arbres, permettant une rotation indépendante de l'un par rapport à l'autre, on utilise fréquemment des organes a friction dans lesquels le couple se trouve transmis par frottement entre des parties serrées entre elles par une force qu'on peut appliquer pour obtenir l'embrayage. Un exemple de tels embrayages à friction est donné par des véhicules dans lesquels l'arbre moteur est relié aux organes de transmission du mouvement aux roues par l'intermédiaire d'un embrayage a friction, habituellement du type à disques, ceux-ci devant être soumis à une action axiale pour produire entre eux la force de frottement nécessaire pour transmettre le couple. Plus particulièrement, dans le cas de véhicules à moteur de petite cylindrée, on trouve, de manière courante, des embrayages à friction automatiques, actionnés par des masses soumises à une action centrifuge qui croft lorsqu'augmente la vitesse de rotation de l'arbre moteur ; de plus, dans de tels cas, les embrayages à friction peuvent être du type à disques, des organes mécaniques étant prévus pour transformer les poussées centrifuges des masses, qui ont une direction radiale, en poussées axiales qui servent à obtenir l'engagement de l'embrayage à friction. Dans tous les cas, et plus particulièrement dans le cas d'em- brayages à friction à disques à embrayage et débrayage automatiques, les disques, qui sont réalisés en un matériau métallique et un matériau de frottement et disposés habituellement de manière alternée entre eux, et qui glissent l'un contre l'autre, sont soumis a un échauffement et à une usure qui provoque leur tassement, avec une brûlure des disques en matériau de frottement, et cela tout particulièrement dans le cas de cycles répétés d'embrayage et de débrayage en une succesion rapide et dans le cas' d'un refroidissement insuffisant de l'embrayage. Les disques d'embrayage à friction habituellement employés sont accouplés en rotation à l'arbre mené ou menant par l'intermédiaire de dentures radiales, intérieures ou extérieures, qui engrènent avec des dentures correspondantes de la partie d'arbre prévue pour.s'engager avec elles. Dans des conditions sévères d'emploi, avec des couples élevés å transmettre ou des embrayages et débrayages brusques, qui sont cause de chocs contre les dents, ces dernières sont soumises à des sollicitations qui, à leur tour, provoquent leur rupture à la base. La présente invention a pour but de fournir des disques d'embrayage à friction en matériau de frottement qui présentent une résistance élevée à de telles conditions sévères d'emploi, soit du point de vue de la résistance au suréchauffement dû à des cycles d'embrayage et de débraya- ge, comme exigé pour franchir avec succès les essais de contrôle qualistatif, soit du point de vue de la résistance mécanique des dents de ces disques. A cet effet, l'invention a pour objet un disque d'embrayage à friction en matériau de frottement, qui comporte une partie annulaire à surfaces opposées planes, pourvue de dents radiales d'accouplement en rotation avec l'une des parties de l'embrayage à friction à relier en rotation et d'une fente s'étendant sur toute la largeur de cette partie annulaire. Avantageusement, la fente est orientée obliquement par rapport à la direction radiale du disque, dans le but d'éviter dans ce disque une discontinuité superficielle orientée transversalement à son mouvement. Suivant l'invention, ce disque d'embrayage à friction comporte, d'une manière usuelle, des dents radiales extérieures d'accouplement en rotation ou des dents radiales intérieures, suivant les caractéristiques structurelles de l'embrayage à friction pour lequel il est prévu. Par ailleurs, ce disque d'embrayage à friction comporte une feuille métallique interne qui est en position médiane dans son épaisseur et est pourvue de dents radiales qui s'étendent à l'intérieur des dents du disque, que ces dents soient extérieures ou intérieures. Dans le disque conforme à l'invention, il est prévu, à l'extré- mité d'une paire de dents opposées de la feuille métallique, des encoches destinées à permettre sa mise en place en position centrale dans le moule de formage de la partie extérieure du disque en matériau de frottement. La fente du disque peut être réalisée par usinage mécanique après le moulage du disque avec une partie annulaire complète, ou bien elle peut être réalisée au cours du formage par moulage de ce disque dans un tel cas, la feuille métallique est pourvue d'une fente située dans une position correspondant à la fente du disque définitif. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en regard du dessin annexé sur lequel la figure 1 est un schéma d'ensemble d'un embrayage à friction à disques, la figure 2 représente, en vue en élévation, un disque d'embrayage à friction conforme à l'invention et, la figure 3 est une coupe suivant le plan III-III de la figure 2. Comme le montre la figure 1, un embrayage à friction à disques est dans l'ensemble constitué par un arbre d'entrée ou menant 1 portant plusieurs disques 2 qui en sont rendus solidaires en rotation et entre lesquels sont interposés un ou plusieurs disques 3 accouplés extérieurement en rotation a une cloche 4 qui est solidaire d'un arbre de sortie ou mené 5. Une force axiale F, destinée à serrer entre eux les disques 2 et 3, provoque entre les surfaces en contact de ces disques une force de frottement qui autorise la transmission d'un couple de l'arbre l a l'arbre 5. En fonction des besoins, l'embrayage à friction peut fonctionner de manière inverse, pour la transmission du couple de l'arbre 5, qui devient dans ce cas l'arbre menant, à l'arbre 1 qui devient l'arbre mené. Les disques 2 et 3 peuvent être en un matériau métallique, comme de l'acier, ou bien en matériau de frottement, ou encore alternativement en matériau de frottement et en matériau métallique et ils comportent des dentures respectives intérieures et extérieures, ou des organes analogues, pour l'accouplement en rotation avec l'arbre 1 et la cloche 4. Suivant l'invention, un disque d'embrayage à friction en matériau de frottement, par exemple correspondant au disque 3 de la figure 1 et destiné à s'accoupler en rotation à une cloche 4, comprend pour l'essentiel une partie annulaire 6 dont partent, vers l'extérieur, plusieurs dents radiales 7 destinées à permettre l'accouplement en rotation avec la cloche solidaire d'une des parties de l'embrayage à friction à relier en rotation. Ce disque conforme à l'invention comporte une fente 8 qui s'étend sur toute la partie annulaire 6 et est orientée obliquement par rapport à la direction radiale du disque. La présence de cette fente a permis d'obtenir un disque d'embrayage à friction qui a manifesté, par rapport aux disques connus, exempts d'une telle fente, des caractéristiques de durée et de résistance à des sollicitations répétées, notablement supérieures, conduisant, dans un essai d'embrayage répété, à une valeur voisine du double de celle des disques classiques avant le tassement. La fente 8 permet en outre d'obtenir une progressivité plus grande dans l'engagement de l'embrayage à friction et dans son débrayage, que ce soit dans le cas où ceux-ci sont réalisés de manière automatique, par exemple à l'aide de masses soumises à une action centrifuge, ou dans le cas où ils sont commandés manuellement. Cette même fente 8 a une direction oblique par rapport à la direction radiale du disque, dans le but d'éviter la présence, dans les surfaces de contact avec les disques contigus, d'une discontinuité qui serait disposée dans un sens transversal au mouvement et pourrait provoquer une usure ou une irrégularité du glissement. On a vérifié que la disposition du disque conforme à l'invention avec une direction ou l'autre d'orientation de la fente 8 par rapport au sens de rotation importe peu en ce qui concerne l'efficacité de ce disque. Dans le cas où les sollicitations appliquées au disque d'embrayage à friction sont élevées, au point de compromettre la résistance des dents 7, qui sont réalisées en matériau de frottement, il est prévu, à l'intérieur de ce disque, une feuille métallique 9 qui est placée position intermédiaire dans l'épaisseur du disque, comme le montre la figure 2, et qui comporte des dents radiales 10 s'étendant entre les dents 7 du disque, constituant ainsi un renforcement structurel. Pour que cette feuille 9 soit directement poussée en contact avec la cloche 4, ses dents radiales 10 ont une largeur égale, ou seulement légèrement inférieure, à la largeur des dents 7 du disque définitif et il en est de même de leurs étendue radiale. a largeur de la partie annulaire de la feuille 9, dont le profil est indiqué sur la figure 2 en trait interrompu, est par contre inférieure à la largeur de la partie annulaire du disque définitif, de façon qu'il n'y ait pas de parties métalliques qui fassent saillie sur ses contours périphériques intérieur et extérieur. La présence de la feuille 9 permet aussi d'obtenir une meilleure résistance du disque du point de vue flexion, sans porter par ailleurs préjudice à sa flexibilité et à sa capacité d'adaptation aux surfaces qui sont en contact avec lui, et elle compense par ailleurs, plus particulièrement pour les disques de diamètre assez grand, l'affaiblissement créé par la fente 8. Afin de permettre une réalisation aisée du disque, avec un positionnement précis de la feuille 9 en position médiane dans la section, et avec une concentricité totale de cette feuille et du revêtement extérieur du disque en matériau de frottement, il est prévu, dans une paire de dents diamétralement opposées de la feuille, des encoches Il auxquelles correspondent des saillies de centrage du moule de formage de la partie extérieure du disque en matériau de frottement, tel que représenté sur la figure 2 en trait mixte et sous la référence 12. Pour maintenir, pendant le moulage, la feuille en position correcte, c'est-a-dire en position médiane dans l'épaisseur du disque, il existe également, dans le moule de formage de la partie externe du disque en matériau de frottement, qui est représenté partiellement sur la figure 3 en trait mixte, des saillies coniques 13, par exemple au nombre de trois pour chaque face de la feuille 9, qui sont destinées a venir en contact avec cette feuille 9 lorsqu'elle est mise en place dans le moule et à la maintenir en posiiton au cours des opérations de moulage. La présence de ces saillies 13 mène à la formation, dans la surface du disque définitif, de trous borgnes 14 qui n'ont toutefois pas d'influence sur le fonctionnement du disque. La présence de la feuille 9, avantageuse pour accroître la résistance du disque d'embrayage à friction, n'est toutefois pas indispensable pour la réalisation du disque fendu conforme à l'invention et on peut réaliser efficacement aussi, dans le cas où la résistance des dents le permet, des disques qui sont dépourvus de feuille de renforcement interne et dont la résistance ne se trouve pas diminuée par la présence de la fente 8. Bien que l'invention ait été décrite en se référant à des disques à denture extérieure, elle peut aussi être mise en oeuvre sur des disques pour embrayage à friction en matériau de frottement qui ont une denture intérieure, suivant les caractéristiques structurelles de l'embrayage à friction sur lequel leur application est prévue. REVENDICATIONS 1. Disque d'embrayage à friction en matériau de frottement, ca ractérisé par le fait qu'il comporte une partie annulaire (6) à surfaces opposées planes, qui est pourvue de dents radiales (7) d'accouplement en rotation avec l'une des parties (1, 4-5) de l'embrayage à friction a relier en rotation, et dans laquelle est ménagée une fente (8) s'étendant sur toute la largeur de cette partie annulaire (6). 2. Disque d'embrayage à friction en matériau de frottement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la fente (8) est orientée obliquement par rapport a la direction radiale du disque (2, 3). 3. Disque d'embrayage à friction en matériau de frottement suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte des dents radiales extérieures (7) d'accouplement en rotation. 4. Disque d'embrayage à friction en matériau de frottement suivant l'une quelconque des revendications I et 2, caractérisé en ce qu'il comporte des dents radiales intérieures (7) d'accouplement en rotation. 5. Disque d'embrayage à friction en matériau de frottement suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte une feuille métallique interne (9) qui est en position médiane dans son épaisseur et est pourvue de dents radiales (10) qui s'étendent a l'intérieur des dents (7) du disque (2, 3). 6. Disque d'embrayage à friction en matériau de frottement suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'il est prévu, à 1 'extré- mité d'une paire de dents opposées (10) de la feuille métallique (9), des encoches (11) destinées à permettre sa mise en place en position centrale dans le moule de formage de la partie extérieure du disque (2, 3) en matériau de frottement. 7. Disque d'embrayage a friction en matériau de frottement suivant l'une quelconque des revendications I à 6, caractérisé en ce que la fente (8) peut étre réalisée par usinage mécanique après le moulage du disque (2, 3) avec une partie annulaire (6) complète. 8. Disque d'embrayage à friction en matériau de frottement suivant l'une quelconque des revendications I à 4, caractérisé en ce que la fente (8) est réalisée au cours du formage par moulage de ce disque (2, 3). 9. Disque d'embrayage à friction en matériau de frottement suivant l'une quelconque des revendications 5 et 8, caractérisé en ce que la feuille métallique (9) est pourvue d'une fente située dans une position correspondant à la fente (8) du disque définitif (2, 3).