Brevet FR2615920A1 — publié le 19881202

Disque d'embrayage pour un embrayage à friction La présente invention concerne un disque d'embrayage pour un embrayage à friction, avec un moyeu, avec un support de garnitures en forme de disque fixé sur le moyeu, avec des garnitures de friction des deux côtés du support de garniture et avec des éléments d'assemblage constitués, au moins partiellement, de matière plastique, qui ancrent les garnitures de friction dans des orifices du support de garniture, chaque élément d'assemblage présentant une tige traversant l'orifice, tige qui porte, du côté du support de garnitures opposé à la garniture de friction, des organes d'ancrage qui s'engagent derrière le bord de l'orifice. Les disques d'embrayage conventionnels d'embrayages à friction de véhicules automobiles possèdent un moyeu sur lequel est fixé, éventuellement par l'intermédiaire d'un amortisseur de vibrations de torsion, un support de garnitures en forme de disque. Sur le support de garnitures, des garnitures de friction sont rivetées des deux côtés à l'aide de rivets métalliques. Les rivets sont montés, dans des évidements à fond plein, des garnitures de friction, et ils limitent l'épaisseur usable des garnitures de friction à une fraction relativement réduite de l'épaisseur totale desdites garnitures. On sait, par le brevet américain US-2 630 199, que l'on peut coller sur les garnitures de friction un dos métallique et former solidairement les rivets de fixation à partir de ce dos métallique. De cette manière, on peut certes augmenter le volume usable des garnitures de friction; mais cet avantage est obtenu au prix d'un plus grand moment d'inertie du disque d'embrayage et d'un coût de construction accru. On sait, par la demande de brevet allemand DE-A-34 31 185, que l'on peut former, sur les garnitures de friction, des tiges de rivets et déformer les tiges de rivets en têtes de rivets du côté du support de garnitures opposé à la garniture de friction. Cette configuration permet elle-aussi d'augmenter le volume usable des garnitures de friction. A nouveau ici, cet avantage est obtenu au prix.d'une augmentation du coût de fabrication lors de la formation des tiges de rivets sur les garnitures de friction, tiges qui sont formées solidairement à partir du matériau desdites garnitures. La présente invention a pour but de fournir un disque d'embrayage pour un embrayage à friction, notamment d'un véhicule automobile, avec lequel le coût de fabrication et de montage des garnitures de friction soit relativement faible, et avec lequel Jes garnitures de friction puissent être usées sur une fraction relativement importante de leur épaisseur, et donc possèdent un 2 6 1 5 9 2 0 volume d'usure relativement élevé. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que chaque élément d'assemblage porte, en vue de sa fixation sur la garniture de friction, une tête en matière plastique s'élargissant coniquement en s'éloignant du support de garnitures, tête qui est fixée dans une ouverture conique complémentaire de la garniture de friction. Dans le cadre de l'invention, on utilise des éléments d'assemblage qui sont ancrés, par une tête en matière plastique, dans une ouverture de la garniture de friction à fixer sur le support de garnitures. Les éléments d'assemblage possèdent une tige traversant un orifice du support de garnitures, tige qui est ancrée du côté du support de garnitures opposé à la garniture de friction. La tête en matière plastique s'élargit coniquement en s'éloignant du support de garnitures et est fixée dans une ouverture conique complémentaire de la garniture de friction. Les ouvertures des garnitures de friction peuvent être réalisées économiquement, par exemple par matriçage, et elles centrent la garniture de friction sur la tête conique de l'élément d'assemblage qui est centré dans le support de garnitures par l'intermédiaire de sa tige. La tête en matière plastique s'engage, au moins partiellement, dans le volume d'usure de la garniture de friction, et elle s'use conjointement avec cette dernière. Par rapport à des disques d'embrayage conventionnels, le volume d'usure peut, pour une même épaisseur de garniture de friction, être augmenté. A l'inverse, pour un même volume d'usure, on peut utiliser des garnitures de friction plus minces, ce qui permet de réduire le moment d'inertie de masse du disque d'embrayage. Les éléments d'assemblage selon l'invention peuvent être utilisés pour des disques d'embrayage avec ou sans dispositif de suspension des garnitures. Le disque d'embrayage convient particulièrement pour une utilisation dans des véhicules utilitaires, tels que, par exemple, que des camions. En outre, grâce à la configuration selon l'invention des éléments d'assemblage, le déchirement du fond d'ouverture des garnitures de friction qui se produit avec les disques d'embrayage conventionnels en cas de surcharge est dans une large mesure évité. - Selon une première configuration, la tige de l'élément d'assemblage est elle-aussi réalisée en matière plastique. En vue de son ancrage dans le support de garnitures, la tige est déformée plastiquement, de préférence par échauffement suivi d'un refoulement. Selon une autre variante, selon laquelle la totalité de l'élément 2615 9 2 0 d'assemblage est réalisé en matière plastique, la tige est configurée en tige creuse qui est fendue plusieurs fois dans le sens longitudinal afin de former des languettes d'enclenchement radialement élastiques. Dans cette configuration, les garnitures de friction peuvent être montées d'une manière particulièrement simple sur le support de garnitures. Sont également avantageuses des configurations selon lesquelles la tige présente un rivet tubulaire en métal ancré dans la tête en matière plastique. En vue de la fixation de la garniture de friction, le rivet tubulaire est rabattu vers l'extérieur sur le côté oppposé du support de garnitures, ou encore refoulé du côté du support de garnitures opposé à la garniture de friction. Le rivet tubulaire de la tige augmente la résistance au cisaillement et la capacité de charge d'étirage de l'élément d'assemblage. Selon une configuration préférentielle, le rivet tubulaire entoure une partie centrale en matière plastique formée en une pièce sur la tête en matière plastique. La partie centrale en matière plastique remplit l'intérieur du rivet tubulaire et augmente la capacité de charge de l'élément d'assemblage. En outre, la partie centrale en matière plastique peut pré- senter, à son extrémité éloignée de la tête en matière plastique, un cône d'introduction d'outil, et guider l'outil de rivetage ou encore de refoulement lors du processus de montage. Dans ce contexte, la fermeture du rivet tubulaire par refoulement d'une tête de rivet présente l'avantage que la tête conique en matière plastique est insérée fixement dans l'ouverture conique de la garniture de friction. Le rivet tubulaire est, dans la région de plus petit diamètre de la tête en matière plastique, ancré avec un collet annulaire encastré dans le matériau plastique de la tête en matière plastique. En présence de rivets tubulaires enrobés, au moins partiellement, de matière plastique injectée, le collet annulaire peut partir en saillie radialement vers l'extérieur. Le diamètre extérieur du collet annulaire est opportunément supérieur au diamètre extérieur de la tige et, par suite, supérieur au diamètre de l'orifice pratiqué dans le support de garnitures. Les éléments d'assemblage présentant une telle configuration possèdent une résistance au cisaillement accrue et une capacité de charge de traction relativement élevée. Une autre possibilité est qu'un collet annulaire parte en saillie tant vers l'intérieur que vers l'extérieur, le collet annulaire extérieur présentant une forme de cône et faisant partie de la face conique de la tête. Le cône du collet annulaire augmente la capacité de charge de traction de l'assembalge, car les rivets creux absorbent directement une partie des forces de traction. L'ouverture conique de la garniture de friction, ouverture qui reçoit la tête conique en matière plastique, se poursuit du côté du support de garnitures en une région d'ouverture cylindrique dont le diamètre est égal au diamètre de l'orifice du support de garnitures. La région d'ouverture cylindrique permet de compenser, de manière simple, les tolérances de diamètre de l'ouverture de la garniture de friction. L'exposé qui suit décrit plus en détails des exemples de réalisation de l'invention à l'aide du dessin annexé, dans lequel: l10 Figure I est une vue axiale partielle d'un disque d'embrayage d'un embrayage à friction de véhicule automobile; Figure 2 est une vue en coupe d'un élément d'assemblage utilisé conformément à l'invention pour la fixation des garnitures de friction du disque d'embrayage selon la figure 1 Figure 3 représente une autre configuration d'un élément d'assemblage; Figure 4 est une vue frontale de l'élément d'assemblage de la figure 3 et Figures 5 à 9 sont des vues en coupe d'autres éléments d'assemblage. La figure 1 représente un disque d'embrayage d'un embrayage à friction de véhicule automobile, avec un moyeu 1, sur lequel est monté un support de garnitures 5 en forme de disque, par l'intermédiaire d'un amortisseur de vibrations de torsion conventionnel 3. Des garnitures de friction 9 disposées des deux côtés du support de garnitures 5 sont fixés sur ce dernier par des éléments d'assemblage 7. Les éléments d'assemblage 7 n'ancrent chacun qu'une des deux garnitures de friction 9 sur le support de garnitures 5, et ils sont, à cet effet, montés dans des évidements 11 de l'autre garniture. Le support de garnitures 5 peut être réalisé sans dispositif de suspension des garnitures, mais il peut également comprendre un dispositif de suspension des garnitures, les éléments d'assemblage fixant alors individuellement les garnitures de friction sur les ressorts de suspension des garnitures. La figure 2 représente, en détails, l'élément d'assemblage 7. Il est réalisé en une pièce en matière plastique et possède une tige 15 montée dans un orifice 13 du support de garnitures 5, tige qui s'élargit en une tête conique en matière plastique 19 dans une ouverture conique 17 de la garniture de friction 9. Du côté opposé à la tête en matière plastique 19, la tige 15 est déformée plastiquement en une tête de rivet 21. La forme initiale de la tige 15 est représentée en pointillés en 23. A partir de cette forme 26 1 5 9 2 0 initiale, la tige 15 est, par échauffement et refoulement au moyen d'un outil de refoulement, déformée en la tête de rivet 21 s'engageant derrière le bord de l'orifice 13. En vue de compenser les tolérances de diamètre, l'ouverture conique 17 se poursuit, dans sa région de plus petit diamètre, en une partie cylindrique 25. L'élément d'assemblage 7 peut être mis en place d'une manière simple, et il assure un volume d'usure élevé de la garniture de friction 9 fixée sur le support de garnitures 5, attendu que la tête en matière plastique 19 peut s'user conjointement avec la garniture de friction 9. Du fait de la forme conique de la tête en matière plastique 19 et de l'ouverture 17, la garniture de friction 9 peut être très largement usée sans qu'il faille craindre un déchirement de l'ouverture 17. L'ouverture 17 peut être usinée d'une manière très simple dans la garniture de friction 9, par exemple par matriçage. On va maintenant décrire des variantes de l'élément d'assemblage. Les pièces de même fonction sont désignées par les mêmes références numériques qu'aux figures I et 2, avec une lettre supplémentaire pour les distinguer. Pour compléter les explications, on se reportera à la description des figures I et 2. Les figures 3 et 4 présentent un élément d'assemblage 7a pour l'assemblage par enclenchement d'une garniture de friction 9a sur un support de garnitures 5a. L'élément d'assemblage 7a est à nouveau constitué entièrement de matière plastique et présente une tête conique en matière plastique 19a qui est montée dans une ouverture conique 17a de la garniture de friction 9a. Dans sa région de plus petit diamètre, l'ouverture conique 17a se poursuit en une ouverture cylindrique 25a. La tête en matière plastique 19a présente une tige creuse 15a s'engageant à travers l'orifice 13a du support de garnitures 5a, tige qui est subdivisée en languettes de crantage radialement élastiques 29 par plusieurs (4 ici) fentes 27 s'étendant axialement. Les languettes de crantage 29 portent, à leurs extrémités éloignées de la tête en matière plastique 19c, des saillies de crantage 31 qui se rétrécissent, vers l'extrémité libre, par l'intermédiaire d'un cône d'introduction 33. La distance axiale entre les saillies de crantage 31 et la base de la tête en matière plastique 19a est adaptée à l'épaisseur du support de garnitures 5a. Pour la fixation, l'élément d'assemblage est préalablement enfoncé avec les languettes de crantage 29 dans l'ouverture 17a; ce faisant, les languettes de crantage 29 sont écartées radialement vers l'intérieur jusqu'à ce que leurs saillies de crantage 31 s'enclenchent derrière le support de garnitures 5a. La tête en matière plastique 19a assure également ici une augmentation du volume d'usure de la garniture de friction 9a. En vue de l'augmentation du volume d'usure de la garniture de friction 9b, l'élément d'assemblage 7b représenté à la figure 5 possède à nouveau une tête conique en matière plastique 19b qui est montée dans une ouverture conique 17b de la garniture de friction 9b. A nouveau, l'ouverture 17b se poursuit dans la région de son plus petit diamètre en une partie cylindrique b. A la différence des éléments d'assemblage des figures 2 et 3, la tige 15b -qui traverse l'orifice 13b du support de garhitures 5bcomprend ici un rivet tubulaire métallique 35, qui est rempli d'une partie centrale en matière plastique 37 solidaire de la tête en matière plastique 19b. Le rivet tubulaire se termine dans la région du plus petit diamètre de la tête en matière plastique 19b et il y est muni, en vue de son ancrage dans la tête en matière plastique, d'un collet annulaire 39 élastique radialement vers l'intérieur. Le collet annulaire 39 est opportunément refoulé, mais il peut également être réalisé par rabattement. Le rivet tubulaire 35 est rabattu radialement vers l'extérieur pour former une tête de rivet 41. La référence 43 désigne la forme initiale du rivet tubulaire 35, à laquelle il est en chevauchement avec un biseau d'introduction 45 formé à l'extrémité de la partie centrale en matière plastique 37 éloignée de la tête. Le biseau d'introduction 45 facilite l'introduction de l'outil de rabattement qui est centrée pendant le processus de rabattement sur la partie centrale en matière plastique 37. L'élément d'assemblage 7b augmente le volume d'usure de la garniture de friction 9b, la fixation par rivet tubulaire assurant une capacité de charge de traction et une résistance au cisaillement accrues. La figure 6 représente un élément d'assemblage 7c qui ne se différencie de l'élément d'assemblage 7b que par le type de tête de rivet 41c du rivet tubulaire 35c ancré dans la tête conique en matière plastique 19c. La tête de rivet 41c n'est pas rabattue sur le rivet tubulaire 35c, mais elle est refoulée, de sorte que la tête 19c est insérée encore plus fixement dans l'ouverture conique 17c de la garniture de friction 9c. Au reste, l'élément d'assemblage 7c correspond à l'élément d'assemblage 7b. La figure 7 représente un élément d'assemblage 7d avec une tête conique en matière plastique 19d qui est montée dans une ouverture conique 17d de la garniture de friction 9d. A nouveau, afin de compenser les tolérances de diamètre, l'ouverture 17d se poursuit dans sa région de plus petit diamètre en une ouverture cylindrique 25d. Un rivet tubulaire réalisé en métal, par exemple en tôle, est ancré dans la tête en matière plastique 19d au moyen d'un collet annulaire 49 qui fait saillie radialement vers l'extérieur dans la région du plus petit diamètre de la tête conique en matière plastique 19d. La tête en matière plastique 19d est assemblée par injection de plastique au rivet tubulaire 47, et elle enrobe le rivet tubulaire par une partie de manchon 51 qui s'étend sur toute l'épaisseur du support de garnitures 5d. L'enrobage 51 augmente la résistance au cisaillement de l'élément d'assemblage 7d. Afin d'augmenter la résistance à la traction de l'assemblage, le diamètre extérieur du collet annulaire 49 est choisi légèrement supérieur au diamètre de la partie d'ouverture 25d ou encore de l'orifice 13d pratiqué dans le support de garnitures 5d. Le rivet tubulaire 47 possède initialement la forme représentée en pointillés en 53, et il est lors du montage rabattu en une tête de rivet 55 à l'aide d'un outil correspondant. Dans cette variante de l'élément d'assemblage 7d, la tête en matière plastique 19d assure à nouveau une augmentation du volume d'usure de la garniture de friction 9d. La figure 8 représente un élément d'assemblage 7e avec une tête conique en matière plastique 19e qui est montée dans une ouverture conique 17e de la garniture de friction 9e. Afin de compenser les tolérances de diamètre, l'ouverture 17e se poursuit, dans sa région de plus petit diamètre, en une ouverture cylindrique 25e. Similairement à l'élément d'assemblage de la figure 5, la tige 15e -qui traverse l'orifice 13e du support de garnitures e- comprend un rivet tubulaire métallique 35e qui est rempli d'une partie centrale en matière plastique 37e solidaire de la tête en matière plastique 19e. Le rivet tubulaire 35e se termine dans la région du plus petit diamètre de la tête en matière plastique 19e, et il y est muni, en vue de son ancrage dans la tête en matière plastique, d'un collet annulaire 39e s'insérant élastiquement radialement vers l'intérieur, qui est par exemple refoulé. A la différence de l'élément d'assemblage de la figure 5, un collet annulaire supplémentaire 57, faisant saillie radialement vers l'extérieur, est formé -par exemple refoulé- sur le rivet tubulaire 35e radialement en vis-à-vis du collet annulaire 39e. Le collet annulaire 57 possède une face conique 59 consistuant sa périphérie extérieure, qui constitue une partie de la surface extérieure conique de la tête 19e, et qui à l'état monté s'appuie contre l'ouverture conique de forme complémentaire 17e de la garniture de friction. Cela présente l'avantage que les forces de traction peuvent être directement absorbées par le rivet tubulaire 35e. En outre, le centrage de l'élément d'assemblage 7e est amélioré, attendu que les éventuelles irrégularités à la transition entre la face conique de la tête en matière plastique 19e et la face cylindrique de la tige 15e sont supprimées. La tête de rivet 4le peut être rabattue comme représenté, mais aussi refoulée. Une ouverture de centrage 61 prévue dans la face frontale de la tête en matière plastique 19e permet la fixation précise de l'élément d'assemblage 7e lors du rivetage. La figure 9 représente un élément d'assemblage 7f qui ne se différencie, pour l'essentiel, de l'élément d'assemblage de la figure 8 que par le fait que la partie centrale 37f formée sur la tête en matière plastique 19f est raccourcie et, avant la déformation du rivet tubulaire 35f, ne s'étend que sur une partie de la longueur initiale -suggérée en 63- du rivet tubulaire 35f. Avec cette forme de réalisation, l'introduction d'un outil de rivetage dans le rivet tubulaire 35f pour la formation de la tête de rivet 41f est facilitée. A nouveau, le centrage de l'élément d'assemblage 7f en vue du rivetage est facilité par une ouverture de centrage 61f. 2615 9 2 0 REVENDICATIONS 1. Disque d'embrayage pour un embrayage à friction, avec un moyeu (1), avec un support de garnitures (5) en forme de disque fixé sur le moyeu (1) , avec des garnitures de friction (9) des deux côtés du support de garniture (5) et avec des éléments d'assemblage (7) constitués au moins partiellement de matière plastique, qui ancrent les garnitures de friction (9) dans des orifices (13) du support de garniture (5), chaque élément d'assemblage (7) présentant une tige (15) traversant l'orifice (13), tige qui porte, du côté du support de garnitures (5) opposé à la garniture de friction (9), des organes d'ancrage (21; 31; 41; 55) qui s'engagent derrière le bord de l'orifice (13), c a r a c t é r i s é en ce que chaque élément d'assemblage (7) porte, en vue de sa fixation sur la garniture de friction (9), une tête en matière plastique (19) s'élargissant coniquement en s'éloignant du support de garnitures (5), tête qui est fixée dans une ouverture conique complémentaire (17) de la garniture de friction (9). 2. Disque d'embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige (15) de l'élément d'assemblage (7) est elle-aussi réalisée en matière plastique, et porte une tête de rivet (21) réalisée par déformation plastique qui constitue les organes d'ancrage. 3. Disque d'embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige (15a) est configurée en tige creuse qui est fendue plusieurs fois dans le sens longitudinal afin de former des languettes d'enclenchement (29) radialement élastiques, les languettes d'enclenchement (29) portant des saillies de crantage (31) constituant les organes d'ancrage. 4. Disque d'embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige présente un rivet tubulaire en métal (35; 35c; 47) ancré dans la tête en matière plastique (19b, 19c, 19d), rivet qui, afin de former les organes d'ancrage (41; 41c; 55), est élargi -notamment refoulé ou rabattudu côté du support de garnitures (5b; 5d) opposé à la garniture de friction (9b; 9c; 9d). 5. Disque d'embrayage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le rivet tubulaire (35; 35c) entoure une partie centrale en matière plastique (37) formée en une pièce sur la tête en matière plastique (19b; 19c). 6. Disque d'embrayage selon la revendication 5, caractérisé en ce que la partie centrale en matière plastique (37) présente, à son extrémité éloignée de la tête en matière plastique (19b; 19c), un cône d'introduction d'outil (45) allant en se rétrécissant vers ladite extrémité, cône qui est disposé au moins partiellement en chevauchement avec le rivet tubulaire (35; 35c) dans le sens longitudinal de la tige. 7. Disque d'embrayage selon l'une quelconque des revendications.4 à 6, caractérisé en ce que le rivet tubulaire (35; 35c) constitue l'enveloppe extérieure de la tige et présente, dans la région de plus petit diamètre de la tête en matière plastique (19b; 19c), un collet annulaire (39) ancré dans la tête en matière plastique (19b; 19c) un enclenchement élastique radialement vers l'intérieur. 8. Disque d'embrayage selon la revendication 7, caractérisé en ce que le rivet tubulaire présente dans la région de plus petit diamètre de la tête en matière plastique un collet annulaire partant en saillie radialement vers l'extérieur, dont la face péripérique externe possède une forme de cône et est fixée dans l'ouverture conique complémentaire de la garniture de friction. 9. Disque d'embrayage selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le rivet tubulaire (47) est, dans la région en imbrication avec le support de garnitures (5d) dans le sens longitudinal de la tige, enrobé de matière plastique, au moins sur son côté extérieur, et présente, dans la région de plus petit diamètre de la tête en matière plastique (19d), un collet annulaire (49) ancré dans la tête en matière plastique (19d), partant en saillie radialement vers l'extérieur. 10. Disque d'embrayage selon la revendication 9, caractérisé en ce que le diamètre extérieur du collet annulaire (49) est supérieur au diamètre extérieur de la tige. I1. Disque d'embrayage selon l'une quelconque des revendications 1 à , caractérisé en ce que l'ouverture conique (17) de la garniture de friction (9) se poursuit du côté du support de garnitures (5) en une région d'ouverture cylindrique (25) dont le diamètre est égal au diamètre de l'orifice (13) du support de garnitures. 12. Disque d'embrayage selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la tête en matière plastique présente sur sa face frontale une ouverture de centrage.