Brevet FR2649767A1 — publié le 19910118

i Disque d'embrayage avec dispositif de friction retardé La présente invention concerne un disque d'embrayage pour un embrayage à friction de véhicule automobile et notamment un disque d'embrayage avec un amortisseur d'oscillations de torsion, auquel est associé un dispositif de friction retardé, c'est-à-dire agissant avec une certaine temporisation, lors des oscillations de torsion. Par le document DE-A-35 45 745 (UK-A-2 184 812), on connaît un disque d'embrayage pour un embrayage à friction de véhicule automobile, comportant deux dis- positifs à ressorts, juxtaposés axialement sur un moyeu, dont chacun comporte un disque de moyeu et deux disques latéraux, disposés axialement de part et d'autre du disque de moyeu, qui sont accouplés chacun, de manière élastique en rotation, avec le disque de moyeu associé, par plusieurs ressorts. Un premier de ces dispositifs à ressorts est conçu pour le fonctionnement en charge. Son disque de moyeu est accouplé au moyeu, de manière fixe en rotation, par une denture, mais avec un certain jeu en rotation, tandis que l'un des disques latéraux du premier dispositif à ressorts, porte des garnitures de friction d'embrayage. Le deuxième dispositif à ressorts est conçu pour le ralenti et est placé axialement, à côté du premier dispositif à ressorts. Un disque d'embrayage de ce type possède des dimensions axiales relativement importantes et le dispositif à ressorts, conçu pour le ralenti, est librement accessible et donc non protégé. Dans une variante du disque d'embraya- ge connu, les ressorts, conçus pour le ralenti, sont directement logés dans la denture accouplant le disque du moyeu du premier dispositif à ressorts au moyeu. Ce mode de construction réduit,certes;les dimensions axiales du disque d'embrayage, mais limite l'angle de torsion d'oscillation, disponible pour le ralenti, et réduit,en outre.le couple de rotation, transmis par la denture. Au dispositif à ressorts, conçu pour le fonctionnement en charge, du disque d'embrayage connu, est associé un premier dispositif de friction, conçu pour le fonctionnement en -charge. Entre les disques latéraux du premier dispositif à ressorts et le moyeu, on prévoit un deuxième dispositif de friction avec effet de friction "retardé". Le dispositif de friction retardé est également placé sur le moyeu, axialement, à côté du dispositif à ressorts, conçu pour le fonctionnement en charge, et est donc non protégé et librement accessible, ce qui peut entraîner des défaillances de fonctionnement. Par le document DE-A-33 45 409 (US-A-4 586 595), on connaît un autre disque d'embrayage pour un embrayage à friction de véhicule automobile, dans lequel le dispositif à ressorts de ralenti, constitué de deux disques latéraux et d'un disque de moyeu, accouplés aux disques latéraux, de manière élastique en rotation, par des ressorts, est placé axialement, entre les disques latéraux d'un dispositif à ressorts de charge. Le dispositif à ressorts de charge comporte un disque de moyeu, accouplé aux disques latéraux, de manière élastique en rotation, par des ressorts, et le disque de moyeu est accouplé, de son côté, à un moyeu du disque d'embrayage, de manière fixe en rotation, mais avec un certain jeu en rotation, par une denture. Aux deux dispositifs à ressorts sont associés des dispositifs de friction séparés, conçus pour le ralenti ou pour le fonctionnement en charge et qui sont placés axialement, côte à côte, également entre les deux disques latéraux du dispositif à ressorts de charge. Les dis- positifs de friction sont,, certes,logés, de manière protégée, entre les disques latéraux, mais il peut être relativement difficile, dans certains cas, d'adapter les caractéristiques de friction les unes aux autres. Avec un disque d'embrayage, connu par le brevet US 4 603 767, la situation est similaire. Par le document DE-A-34 00 183, on connaît enfin un amortisseur d'oscillations de torsion pour le disque d'embrayage d'un embrayage à friction de véhicule automobile dont au seul dispositif à ressorts, conçu pour le fonctionnement en charge, sont associés deux dispositifs de friction. Les dispositifs de friction sont placés entre les disques latéraux du dispositif à ressorts et possèdent des anneaux de friction, disposés coaxialement l'un dans l'autre et qui sont soumis à une force axiale, par un ressort commun. La présente invention se propose de réaliser un disque d'embrayage avec un amortisseur d'oscillations de torsion présentant de bonnes caractéristiques d'amortisse- ment au ralenti et dont l'encombrement est, en outre, relativement réduit. Par ailleurs, le disque d'embrayage doit être insensible aux influences extérieures. Le disque d'embrayage suivant l'invention comporte deux dispositif à ressorts qui présentent chacun un disque de moyeu, deux disques latéraux disposés axialement, de part et d'autre du disque de moyeu et accouplés au disque de moyeu, de manière élastique en rotation, par des ressorts. Tandis que le premier des dispositif à ressorts est conçu pour le fonctionnement en charge, le deuxième dispositif à ressorts est conçu pour le ralenti. Le deuxième dispositif à ressorts est totalement logé entre le disque de moyeu et l'un des disques latéraux du premier dispositif à ressorts. Le domaine de travail du deuxième dispositifà ressorts est défini par une denture, par laquelle le disque de moyeu du premier dispositif à ressorts est accouplé, de manière fixe en rotation, mais avec un certain jeu, à un moyeu du disque d'embrayage. Aux dispositifs à ressorts sont associés plusieurs dispositifs de friction qui sont également tous logés, de manière protégée, entre les disques latéraux du premier dispositif à ressorts. Un premier dispositif de friction est conçu pour le fonctionnement en charge et comprend un anneau de friction qui est placé axialement, entre des disques latéraux adjacents du premier et du deuxième dispositif à ressorts et qui assure une fixation axiale de cette paire de disques latéraux, l'un par rapport à l'autre. Un deuxième dispositif de friction est réalisé sous la forme d'un dispositif de friction "retardé" et placé dans la région de cette paire de disques latéraux, dans l'espace radial situé à l'extérieur de l'anneau de friction du premier dispositif de friction. Le disque de commande est accouplé, de manière fixe en rotation, mais avec un certain jeu, au disque du moyeu du deuxième dispositif à ressorts, par des pattes axiales. Le dispositif de friction est opportunément dimensionné de manière qu'il puisse inter- venir à l'intérieur du domaine de travail du deuxième dispositif à ressorts, conçu pour le ralenti. Dans des formes de réalisation avantageuses, un ressort de précontrainte, configuré sous la forme d'un ressort ondulé, est associé au dispositif de friction retardé, pour engendrer une force de pressage axial. Le ressort ondulé est opportunément accouplé, de manière fixe en rotation, aux pattes du disque de commande, par des fenêtres pratiquées sur son pourtour et présente, dans la région de ces fenêtres, c'est-à-dire dans la région de sa plus grande extension axiale, des zones planes, perpen- diculaires à l'axe, par lesquelles il s'applique contre le disque de commande. Le dispositif à friction retardé comporte, de préférence aussi, un anneau de friction et l'anneau de friction est opportunément relié, de manière fixe en rotation, au disque de commande, par des ergots faisant saillie axialement. Les ergots sont, de préférence, disposés sur l'anneau de friction, de section transversale rectangulaire, et s'engagent dans des fenêtres, ouvertes radialement vers l'intérieur, du pourtour intérieur du disque de commande. Pour pouvoir utiliser, de manière particulièrement intéressante, l'espace de construction disponible, entre les disques latéraux du premier dis- positif à ressorts, et pour ne pas avoir, en particulier, à compenser des différences de cotes entre les différents composants, en augmentant l'épaisseur de l'anneau de friction de charge, l'anneau de friction du dispositif de friction retardé est opportunément logé dans une anse annulaire, pressée axialement vers l'extérieur, du disque latéral du premier dispositif à ressorts. Un exemple de réalisation de l'invention est décrit ci-après, plus en détail, et représenté aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un disque d'embrayage, la figure 2 est une vue à plus grande échelle de la moitié supérieure de la vue en coupe de la figure 1, la figure 3 est une vue partielle avec des zones en coupe, les figures 4 et 5 sont, respectivement, une vue de dessus et une vue en coupe, le long de la ligne V-V d'un anneau de friction, la figure 6 est une vue du ressort ondulé, les figures 7 et 8 sont respectivement une vue de dessus et une vue en coupe le long de la ligne VIII-VIII d'un disque de commande et la figure 9 est une vue partielle de la tôle de couverture. Les figures 1 à 3 représentent la situation d'ensemble du disque d'embrayage. Le disque d'embrayage est monté fixe en rotation, mais coulissant axialement - par son moyeu 1 - sur un arbre de transmission, non représenté, et tourne autour d'un axe de rotation 3. Par une denture 5, il est,par ailleurs relié,fixe en rotation, à un disque de moyeu 9, avec un jeu de torsion 7. Des deux côtés du disque de moyeu 9 sont placés des disques latéraux 11, 13, dénommés ci-après également tôles de couverture, qui dans la région de leur diamètre extérieur, sont reliés entre eux, de manière fixe en rotation, par des rivets d'as- semblage 15. Dans des fenêtres des tôles de couverture 11, 13 ainsi que dans des fenêtres du disque de moyeu 9, sont placés des ressorts 17 d'un dispositif à ressorts de charge 19. Sur le pourtour extérieur de la tôle de couverture 11, sont fixés des garnitures de friction 20. Les tôles de couverture 11 et 13 sont guidées, conjointement, par une bague de palier 21, sur le diamètre intérieur de la tôle de couverture 11, de manière à tourner radialement, par rapport au moyeu 1. Entre le disque de moyeu 9 et la tôle de couverture 13 est placé un dispositif à ressorts de ralenti 23 qui est constitué de deux disques latéraux ou tôles de couverture 25 et 27, d'un disque de moyeu 29 ainsi que de ressorts 31. Le disque de moyeu 29 est placé fixe en rotation sur le moyeu 1 et tous les éléments de construc- tion tournants sont fixés axialement par rapport à ce disque. La tôle de couverture extérieure 27 présente, dans la région de son pourtour extérieur et radialement à l'extérieur des ressorts 31, des pattes 33, coudées axialement, qui s'engagent dans des évidements 35 du disque de moyeu 9 et réalisent, à cet endroit, une liaison en rotation sans jeu, périphériquement. Ces mêmes pattes 33 fixent aussi, périphériquement, la tôle de couverture intérieure 25 et la tôle de couverture 27, vue axialement- voir aussi la figure 9 - repose, par des bords d'appui 37, sur la tôle de couverture 25 et toutes deux prennent appui axialement contre le disque de moyeu 9. La force d'appui axiale est engendrée,ici,par un ressort à disque 39 qui est placé entre la tôle de couverture 11 et une cornière annulaire 41 qui est reliée, fixe en rotation- mais déplaçable axialement - à la tôle de couverture 11 et qui agit sur un anneau de friction 43 lequel prend appui contre le disque de moyeu 9. La force axiale du ressort à disque 39 est transmise à la tôle de couverture 13, par les rivets d'assemblage 15 et delà, par un anneau de friction , à la tôle de couverture extérieure 27 du dispositif à ressorts de ralenti 23. Vu en direction axiale, ce système est donc fermé. Le guidage axial des éléments de construc- tion tournants s'effectue par la bague de palier 21 qui est placée, de manière fixe axialement, dans la tôle de couverture 11. Elle est soumise à l'action d'un ressort ondulé 47 qui prend appui contre le moyeu 1 et dont la force d'appui est transmise, par les rivets d'assemblage 15, à la tôle de couverture 13 opposée, d'o elle est renvoyée au moyeu 1, par une bague d'écartement 49 et le disque de moyeu 29. Le moyeu 1 forme, conjointement avec le ressort ondulé 47, la bague de palier 21 et la bague d'écartement 49, un dispositif de friction, à faible coefficient de friction, qui agit dans tout le domaine d'angle de torsion et qui produit la seule force de friction, dans le domaine du ralenti, pour des petits angles de torsion. Dans le domaine du ralenti, à cette force de friction vient s'ajouter une autre force de friction qui est produite par les deux anneaux de friction 43 et 45 ainsi que par le ressort à disque 39. On prévoit en outre.un dispositif de friction 51 dit retardé qui est constitué du disque de moyeu 29, d'un disque de commande 53, dénommé ci- après aussi tôle de commande, d'un anneau de friction 55 et d'un ressort ondulé 57. Ce dispositif de friction 51 est placé radialement à l'extérieur de l'anneau de friction 45, la tôle de couverture 13 étant pourvue, à cet effet, d'une anse 59, dirigée radialement vers l'extérieur. La tôle de commande 53 présente plusieurs pattes 61, réparties sur son pourtour, dirigées axialement vers le disque de moyeu 29 et qui s'engagent dans des fenêtres 63 du disque de moyeu 29, avec un certain jeu périphérique. Sur la figure 2 et pour plus de clarté, l'une des pattes 61, dessinée en pointillés, est pivotée dans le plan de coupe, tandis que dans l'exemple de la figure 3, les pattes 61 et 33 sont disposées réparties sur le pourtour. On peut ainsi les amener à peu près au même diamètre, et elles prennent peu de place radialement. Les trois éléments de construction du dis- positif de friction 51 sont représentés sur les figures 4 à 8. La figure 4 représente l'anneau de friction 53 qui est en matière plastique et qui présente une section transver- sale rectangulaire d'o font saillie axialement des ergots , partant du diamètre intérieur de la section transver- sale et qui s'étendent en direction de la tôle de commande 53. La tôle de commande 53, selon la figure 7, est un élément façonné en tôle; elle présente aussi une section transversale rectangulaire et est pourvue, sur son pourtour, de plusieurs pattes 61 faisant saillie axialement qui s'étendent, en position de montage, en direction du disque de moyeu 29 du dispositif à ressorts de ralenti 23 et s'engagent,à cet endroit, dans les fenêtres 63, ouvertes radialement vers l'extérieur, avec un certain jeu périphé- rique. La tôle de commande 53 comporte, en outre, des fenêtres 67, ouvertes radialement vers l'intérieur, qui entourent, sans jeu, en position de montage, les bords terminaux périphériques des ergots 65 de l'anneau de friction 55 et réalisent, ainsi, une unité fixe en rotation, entre l'anneau de friction 55 et la tôle de commande 53. Le ressort ondulé 57 de la figure 6,qui présente des ondula- tions axiales destinées à produire une force de pressage, est placé entre cette unité et la tôle de couverture 27. Plusieurs zones 69, réparties sur le pourtour, sont planes et des fenêtres 71, ouvertes radialement vers l'extérieur, dans lesquelles s'engagent, également sans jeu périphéri- que, les ergots 61 de la tôle de commande 53, sont prévues dans ces zones 69. Les zones 69 planes qui sont en même temps placées au droit de la plus grande extension axiale du ressort ondulé 57, permettent une liaison parfaite, sans jeu périphérique, avec les pattes 61 de la tôle de commande 53, sans limiter axialement le déplacement. Le fonctionnement du disque d'embrayage est le suivant: Lorsque le moteur à combustion interne tourne au ralenti, les éléments du dispositif à ressorts de charge 19, 11, 13, 17, 9 constituent une unité de construction rigide et se déplacent, par rapport au moyeu 1, en direction périphérique, uniquement à l'intérieur du jeu de torsion 7 de la denture 5, entre le disque de moyeu 9 et le moyeu 1. Dans cet état de fonctionnement, le dispositif à ressorts de ralenti 23, avec ses ressorts 31, est sol- licité. La sollicitation des ressorts 31 s'effectue par l'intermédiaire des deux tôles de couverture 25 et 27, reliées, de manière fixe en rotation, au disque de moyeu 9, sur le disque de moyeu 9 relié, de manière fixe en rotation, au moyeu 1. Les éléments de construction actifs, destinés à produire une friction, sont les suivants: le dispositif de friction de ralenti, agissant sur tout le domaine d'action du disque d'embrayage, constitué des éléments 21, 47, 49, 1 ainsi qu'en supplément, lorsqu'est dépassée un angle donné par le réglage, la force de friction du dispositif de friction retardé 51 qui agit de la façon suivante: les éléments de construction 57, 53, 55 sont entrainés par les éléments de construction 27 et 13, tournant de manière synchrone au ralenti, par suite de leur serrage par friction et la force de friction, obtenue avec le dispositif de friction 51, est supprimée lorsque les pattes 61 de la tôle de commande 53 viennent buter, périphériquement, contre les fenêtres 63 du disque de moyeu 29 fixe. A chaque inversion du sens de rotation, il est tout d'abord parcouru une course à vide, correspondant au jeu compris entre les pattes 61 et les fenêtres 63, sans qu'une force de friction soit produite. Dès que le disque d'embrayage fonctionne dans le domaine de charge, le jeu en torsion 7 est totalement épuisé dans la denture 5 et le disque de moyeu 9 ainsi que les tôles de couverture 25 et 27 du dispositif à ressorts de ralenti 23, doivent être considérés comme fixes en rotation avec le moyeu 1. De même, on peut considérer que la tôle de commande 53 avec l'anneau de friction 55 est également fixe avec le moyeu 1. Dans ce cas, la friction se compose de la friction des éléments de construction 21, 47, 49, 1; 43, 45, 41, 27, 9; 57, 53, 55, 27, 13. Il faut encore mentionner qu'à chaque inversion du sens de rotation des éléments de construction tournant par rapport au moyeu 1, le dispositif de friction 51 retardé passe tout d'abord par l'angle de dépouille avant d'agir à nouveau. L'adaptation de la force de friction peut encore s'effectuer, de manière simple, en utilisant des bagues de friction réalisées dans des matières de composition différente. Il est possible aussi de faire que la tôle de commande s'applique directement sur la tôle de couverture, ce qui produit une force de friction correspondant au couple acier sur acier. REVENDICATIONS 1. Disque d'embrayage pour un embrayage à friction de véhicule automobile comportant: a) un moyeu (1) qui définit un axe de rotation (3), b) un premier dispositif à ressorts 19, conçu pour le fonctionnement en charge, avec un premier disque de moyeu (9), relié au moyeu (1), par une denture (5), de manière fixe en rotation, mais avec un jeu de rotation (7) limité, deux premiers disques latéraux (11, 13), placés axialement, de part et d'autre du premier disque de moyeu (9), reliés de manière fixe entre eux, mais tournant par rapport au moyen (1) et par rapport au premier disque de moyeu (9), autour de l'axe de rotation (3) et plusieurs premiers ressorts (17), accouplant les premiers disques latéraux (11, 13), de manière élastique en rotation, au premier disque de moyeu (9), c) un dispositif à ressort (23), conçu pour le ralenti, placé axialement, entre le premier disque de moyeu (9) et l'un (13) des deux premiers disques latéraux, dans l'espace radial compris entre le moyeu (1) et les premiers ressorts (17), avec un deuxième disque de moyeu (29), relié de manière fixe au moyeu (1), deux deuxièmes disques latéraux (25, 27), placés axialement, de part et d'autre du deuxième disque de moyeu (29), accouplés entre eux, de manière fixe en rotation et au premier disque de moyeu (9) et tournant conjointement avec celui-ci, par rapport au deuxième disque de moyeu (29) et avec au moins un deuxième ressort (31) accouplant, de manière élastique en rotation, les deuxièmes disques latéraux (25, 27) au deuxième disque de moyeu (29), d) un premier dispositif de friction (39, 43, ), conçu pour le fonctionnement en charge, comportant un premier anneau de friction (45) placé axialement, entre le premier disque latéral (13), axialement adjacent au deuxième dispositif à ressorts (23), et le deuxième disque latéral (27), adjacent axialement à ce premier disque latéral (13), accouplant en friction cette paire de disques latéraux (13, 27) et avec un premier ressort de précon- trainte (39), placé sur le côté, axialement opposé au deuxième dispositif à ressorts (23), du premier disque de moyeu (9), engendrant une force d'appui axiale pour le premier anneau de friction (45), e) un deuxième dispositif de friction (51), agissant avec une temporisation, lors d'une rotation relative du moyeu (1) et des premiers disques latéraux (11, 13), placé dans l'espace radial compris entre le premier anneau de friction (45) et les premiers ressorts (17), recouvrant radialement le deuxième disque latéral (27) de la paire de disques latéraux (13, 27), avec un disque de commande (53), placé axialement, entre les disques latéraux de la paire de disques latéraux (13, 27), accouplés en friction par le premier anneau de friction (45), tournant par rapport à la paire de disques latéraux (13, 27) et par rapport au deuxième disque de moyeu (29), autour de l'axe de rotation (3) et en contact de friction avec l'un des disques latéraux (13) de la paire de disques latéraux (13, 27), des pattes (61) qui s'engagent, avec un certain jeu, dans le sens de rotation relative, dans la fenêtre (63) du deuxième disque de moyeu (29), faisant saillie axialement de la région du pourtour extérieur du disque de commande (53) et avec au moins un deuxième ressort de précontrainte (57), placé axialement, entre le disque de commande (63) et l'autre disque latéral (27) respectif de la paire de disques latéraux (13, 27), engendrant une force d'appui axiale et f) des garnitures de friction d'embrayage (20), maintenues contre l'un (11) des premiers disques latéraux (11, 13). 2. Disque d'embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième ressort de précontrainte (57) présente, sur son pourtour extérieur, plusieurs fenêtres (71) ouvertes radialement vers l'extérieur, à travers lesquelles passent des pattes (61) axiales du disque de commande (53), à peu près sans jeu, dans la direction périphérique, pour la liaison fixe en rotation du deuxième ressort de précontrainte (57) avec le disque de commande (53). 3. Disque d'embrayage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le deuxième ressort de précontrainte est un ressort ondulé (57) et présente sa plus grande extension axiale, dans la région (69) des fenêtres (71) et s'étend, de façon plane, dans un plan perpendiculaire à l'axe. 4. Disque d'embrayage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les régions (69) planes s'étendent radialement, sur toute la hauteur radiale du ressort ondulé (57) et périphériquement, dépassent la largeur des fenêtres (71). 5. Disque d'embrayage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le deuxième ressort de précontrainte (57) est placé axialement, sur le côté du disque de commande (53), tourné vers le deuxième dispositif à ressorts (23) et en ce qu'on prévoit un deuxième anneau de friction (55) axialement, entre le disque de commande (53) et le deuxième disque latéral (13) de la paire de disque latéraux (13, 27). 6. Disque d'embrayage selon la revendication 5, caractérisé en ce que le deuxième anneau de friction (55) et le disque de commande (53) sont reliés entre eux, de manière fixe en rotation, à l'aide d'ergots (65), contre l'un de ces éléments (55) qui s'engagent dans des fenêtres (67) de l'autre (53) de ces éléments. 7. Disque d'embrayage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le deuxième anneau de friction (55) présente un profil de section transversale rectangulaire et comporte, attenants à son pourtour intérieur, plusieurs ergots (65), venus de moulage, répartis sur le pourtour, faisant saillie par rapport au disque de commande (53) et qui s'étendent à peu près sur la moitié de la hauteur radiale du profil de section transversale et s'engagent dans des fenêtres (67), ouvertes radialement vers l'inté- rieur, du pourtour intérieur du disque de commande (53). 8. Disque d'embrayage selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le premier disque latéral (13), directement adjacent au deuxième dispositif à ressorts (23), présente une anse (59) annulaire dont la profondeur est à peu près égale à l'extension axiale du deuxième anneau de friction (55) et qui est située dans le deuxième anneau de friction (55). 9. Disque d'embrayage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les deux disques latéraux (25, 27) sont reliés, de manière fixe en rotation entre eux, par des pattes (33) axiales du deuxième disque latéral (27), axialement adjacent au deuxième dispositif de friction (51) et au premier disque de moyeu (9) et en ce que les pattes (33) du deuxième disque latéral (27) sont décalées, périphériquement, par rapport aux pattes (61) du disque de commande (53). 10. Disque d'embrayage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'on prévoit axialement, entre les premiers disques latéraux (11, 13), dans l'espace radial compris entre le premier anneau de friction (45) et le moyeu (1), un troisième dispositif de friction (47, 49), conçu pour le ralenti, qui comporte, axialement, sur un côté du premier disque de moyeu (9), un troisième anneau de friction (49), prenant appui entre le premier disque latéral (13) et le moyeu (1) et, sur le côté axialement opposé du premier disque de moyeu (9), un troisième ressort de précontrainte (47), prenant appui entre l'autre premier disque latéral (11) et le moyeu (1).