Brevet FR2683875A1 — publié le 19930521

La présente invention se rapporte en général à des embrayages et en particulier à un embrayage à friction ayant des anneaux rotatifs de friction respectivement montés sur le volant et le plateau de pression pour un engagement avec un assemblage de disques menés placé entre eux. Les embrayages sont des dispositifs bien connus que l'on emploie fréquemment dans les véhicules pour connecter sélectivement une source de puissance de rotation, comme le vilebrequin d'un moteur à un mécanisme mené, comme une transmission Typiquement, un couvercle de l'embrayage est connecté à un volant porté à l'extrémité du vilebrequin du moteur pour une rotation avec lui Entre le volant et le couvercle de l'embrayage est disposé un plateau de pression Le plateau de pression est connecté pour une rotation avec le volant et le couvercle mais il peut se déplacer axialement relativement à eux. Un assemblage d'un levier de changement est prévu pour déplacer sélectivement le plateau de pression vers l'avant et vers l'arrière en direction axiale. Un assemblage de disques menés est disposé dans l'embrayage entre le plateau de pression et le volant L'assemblage de disques menés est porté sur un arbre de sortie de l'embrayage qui est également l'arbre d'entrée de la transmission Quand le plateau de pression est déplacé vers le volant, l'assemblage de disques menés se trouve en engagement de friction entre eux ce qui force l'arbre de sortie de l'embrayage à tourner avec le volant, le couvercle et le plateau de pression De cette manière, l'embrayage est engagé pour transmettre la puissance du moteur à la transmission afin d'entraîner le véhicule. Quand le plateau de pression est éloigné du volant, l'assemblage du disque mené se trouve libéré de cet engagement de friction et cela déconnecte cette connexion d'entraînement L'embrayage est typiquement dégagé pour permettre une opération de changement de vitesse dans la transmission. La transmission est souvent pourvue d'un synchroniseur conventionnel qui est monté sur son arbre d'entrée Le synchroniseur est pourvu d'une ou plusieurs surfaces de friction Quand l'embrayage est dégagé et qu'une opération de changement de vitesse est sur le point de se produire, la surface de friction de synchroniseur vient en engagement avec une surface correspondante formée sur un pignon sélectionné de la transmission afin de synchroniser les vitesses de rotation de l'arbre d'entrée et du pignon sélectionné Cette synchronisation des vitesses est nécessaire pour empêcher un choc non souhaitable des dents des pignons pendant l'opération de changement Etant donné la relativement grande inertie des divers pignons en rotation dans la transmission, le synchroniseur modifie principalement la vitesse de rotation de l'arbre d'entrée de la transmission pour correspondre à la vitesse de rotation du pignon choisi de la transmission lorsque l'opération de changement est sur le point de se produire. Cependant, comme on l'a mentionné ci-dessus, l'assemblage de disques menés est usuellement monté sur l'arbre d'entrée de la transmission pour une rotation avec lui Par suite, la charge inertielle appliquée au synchroniseur pendant un engagement de friction avec le pignon sélectionné de la transmission est déterminée par la somme du poids de l'arbre d'entrée et du poids de l'assemblage de disques menés Ainsi, l'assemblage de disques menés est un facteur important dans l'inertie rotationnelle de cet assemblage et, en conséquence, dans le fonctionnement de la transmission Par conséquent, afin de réduire l'usure sur le synchroniseur et d'améliorer autrement la qualité générale de l'opération de changement, il est souhaitable de maintenir le poids de l'assemblage de disques menés à un minimum. La présente invention se rapporte à une structure perfectionnée pour un embrayage à friction o l'inertie de rotation de l'assemblage de disques menés est maintenue à un minium L'embrayage comprend un volant et un plateau de pression qui sont adaptés à venir en engagement de friction avec l'assemblage de disques menés pendant l'utilisation Deux anneaux de friction sont montés respectivement sur le volant et le plateau de pression pour engager l'assemblage de disques menés entre eux Chacun des anneaux de friction comporte une plaque rigide d'appui ayant un premier élément de friction qui est fixé à une face et un second élément de friction fixé à sa face opposée Les premiers éléments de frictions sont formés en un matériau ayant un relativement faible coefficient de frottement tandis que les seconds éléments de friction sont formés en un matériau ayant un relativement fort coefficient de frottement Des moyens sont prévus pour retenir les anneaux de friction sur le volant et le plateau de pression, tout en permettant un mouvement relatif restreint de rotation entre eux Lorsque l'embrayage est engagé, les seconds éléments de friction viennent en engagement rapide avec l'assemblage de disques menés, forçant les anneaux de friction à tourner initialement relativement au volant et au plateau de pression. Quand cet engagement initial est terminé, l'assemblage de disques menés et les anneaux de friction tournent tous ensemble en une unité avec le volant et le plateau de pression. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: la figure 1 est une vue en élévation latérale et en coupe d'un embrayage à friction selon la présente invention; et la figure 2 est une vue en élévation et en coupe agrandie d'une portion de l'embrayage à friction que l'on peut voir à la figure 1. En se référant maintenant aux dessins, la figure 1 montre un embrayage à friction chargé par ressort, généralement indiqué en 10, qui est adapté à être utilisé dans un véhicule La structure générale et le fonctionnement de l'embrayage 10 sont bien connus et seules les portions de l'embrayage 10 qui sont nécessaires pour une complète compréhension de la présente invention seront décrites ici L'embrayage 10 comporte un volant Il qui peut être connecté à un vilebrequin (non représenté) d'un moteur du véhicule ou source similaire d'énergie de rotation Le mouvement de rotation du vilebrequin par le moteur du véhicule provoque par conséquent un mouvement correspondant de rotation du volant 11. Un couvercle 12 est connecté au volant pour une rotation avec lui Un plateau de pression 13 est disposé entre le volant I 1 et le couvercle 12 Des moyens conventionnels (non représentés) sont prévus pour connecter le plateau de pression 13 au couvercle 12 pour une rotation avec lui, tout en permettant au plateau de pression 13 de se déplacer axialement par rapport à lui Un mécanisme de manoeuvre est prévu pour déplacer sélectivement le plateau de pression 13 vers et au loin du volant 11 Le mécanisme de manoeuvre comporte un assemblage axialement mobile de libération et de retenue, généralement indiqué en 15, et un certain nombre de leviers 16 (dont deux seulement sont représentés) D'une manière qui est bien connue, un mouvement axial de l'assemblage 15 de libération et de retenue provoque un mouvement de pivotement des leviers 16 et un mouvement axial conséquent du plateau de pression 13 entre les positions engagée et dégagée. Un certain nombre de ressorts en angle 17 (dont un seul est représenté) s'étendent entre le couvercle 12 et l'assemblage 15 Les ressorts en angle 17 sollicitent l'assemblage 15 (et, ainsi, le plateau de pression 13) vers le volant 11 et la position engagée Un assemblage d'un levier de changement (non représenté) ou moyen similaire est prévu pour déplacer sélectivement l'assemblage 15 et le plateau de pression 13 au loin du volant 11 contre la sollicitation des ressorts en angle 17 à la position dégagée. Un assemblage de disques menés, généralement indiqué en 20, est disposé entre le volant 11 et le plateau de pression 13 L'assemblage de disques menés 20 comporte un moyeu 21, une plaque de support 22 montée sur le moyeu 21 pour un mouvement relatif et limité de rotation et un certain nombre de ressorts 23 (dont un seul est illustré) qui sont connectés entre le moyeu 21 et la plaque de support 22 Le moyeu 21 est calé ou autrement connecté à un arbre de sortie (non représenté) de l'embrayage 10 pour une rotation avec lui Comme on le sait bien, les ressorts 23 servent à amortir les vibrations de torsion qui sont transmises par le moteur, tout en permettant encore une connexion d'entraînement entre le moyeu 21 et la plaque de support 22 Ainsi, quand le plateau de pression 13 est déplacé vers le volant 11, l'assemblage de disques menés 20 est pris en engagement de friction entre eux ce qui le force (ainsi que l'arbre de sortie) à tourner avec le volant 11, le couvercle 12 et le plateau de pression 13 La structure de l'embrayage 10 qui vient d'être décrite est traditionnelle. En se référant maintenant à la figure 2, on peut voir qu'une zone circulaire évidée 1 la est formée dans la surface du volant 11 qui est tournée vers la plaque de support 22 Un premier anneau de friction, généralement indiqué en ,est disposé dans la zone évidée 1 la du volant 11 Le premier anneau de friction 25 comporte une plaque centrale d'appui 26 ayant un premier élément de friction 27 qui est fixé à une face de celle-ci (entre la plaque d'appui 26 et le volant 11) et un second élément de friction 28 fixé à sa face opposée (entre la plaque 26 et la plaque de support 22). La plaque d'appui 26 est de préférence formée en un matériau rigide et fort tel que de l'acier Le premier élément de friction 27 est de préférence formé en un matériau ayant un relativement faible coefficient de frottement Par exemple, le premier élément de friction 27 peut être formé en un matériau de garniture d'embrayage conventionnel à base de céramique, organique ou métallique, ayant un coefficient de frottement compris entre 0,25 et 0,35 Le second élément de friction 28 est de préférence formé en un matériau ayant un coefficient de frottement relativement élevé Par exemple, le second élément de friction 28 peut être formé en un matériau de garniture d'embrayage classique à base de caoutchouc, ayant un coefficient de frottement de l'ordre de 0,70 ou plus. Des moyens sont prévus pour retenir le premier anneau de friction 25 dans la zone évidée 1 la du volant 11 tout en permettant un mouvement relatif de rotation entre eux Dans le mode de réalisation illustré, une plaque annulaire 2683875 de retenue 30 est fixée au volant 11 par un certain nombre de moyens filetés de fixation 31 (dont un seul est représenté) dans ce but La portion radialement la plus interne de la plaque de retenue 30 s'étend sur la portion radialement la plus externe de la plaque d'appui 26 du premier anneau de friction 25 Par suite, le premier anneau de friction 25 est retenu dans la zone évidée 1 la du volant 11. Cependant, la plaque de retenue 30 n'empêche pas le mouvement de rotation du premier anneau de friction 25 relativement au volant 11 Au contraire, la plaque de retenue 30 est de préférence en engagement avec la plaque d'appui 26 afin de comprimer le premier élément de friction 27 contre la surface du volant 11. Ainsi, bien que la plaque de retenue 30 n'empêche pas le mouvement de rotation du premier anneau de friction 25 relativement au volant 11, le frottement créé par l'engagement du premier élément de friction 27 avec le volant 11 a tendance à résister à ce mouvement relatif de rotation Le but de cet engagement de friction sera décrit ci-dessous. Une zone circulaire évidée 13 a est également formée dans la surface du plateau de pression 13 qui est tournée vers la plaque de support 22 Un second anneau de friction, généralement indiqué en 35, est disposé dans la zone évidée 13 a du plateau de pression 13 Le second anneau de friction 35 est de préférence formé de manière à avoir la même structure que le premier anneau de friction 25 Ainsi, le second anneau de friction 35 comporte une plaque centrale d'appui 36 ayant un premier élément de friction 37 qui est fixé à l'une de ses faces (entre la plaque d'appui 36 et le plateau de pression 13) et un second élément de friction 38 fixé à sa face opposée (entre la plaque d'appui 36 et la plaque de support 22) La plaque d'appui 36, le premier élément de friction 37 et le second élément de friction 38 sont de préférence formés dans les mêmes matériaux que la plaque d'appui 26, le premier élément de friction 27 et le second élément de friction 28 ci-dessus décrits. Des moyens sont prévus pour retenir le second anneau de friction 35 dans la zone évidée 13 a du plateau de pression 13 tout en permettant un mouvement relatif de rotation entre eux Dans le mode de réalisation illustré, un certain nombre de pinces de retenue 40 sont fixées au plateau de pression 13 par des moyens respectifs filetés de fixation 41 (dont un seul est illustré) dans ce but Chacune des pinces de retenue 40 comporte une portion qui s'étend sur la portion radialement la plus externe de la plaque d'appui 36 du second anneau de friction 35 Par suite, le second anneau de friction 35 est retenu dans la zone évidée 13 a du plateau de pression 13 Cependant, les pinces de retenue 40 n'empêchent pas le mouvement de rotation du second anneau de friction 35 relativement au plateau de pression 13 Au contraire, les pinces de retenue 40 sont de préférence en engagement avec la plaque d'appui 36 afin de comprimer le premier élément de friction 37 contre la surface du plateau de pression 13. Ainsi, bien que les pinces de retenue 40 n'empêchent pas le mouvement de rotation du second anneau de friction 35 relativement au plateau de pression 13, le frottement créé par l'engagement du premier élément de friction 36 avec le plateau de pression 13 a tendance à résister à ce mouvement relatif de rotation. Le but de cet engagement de friction sera également décrit ci-dessous. En fonctionnement, le volant 11 et le plateau de pression 13 tournent ensemble pendant l'utilisation et le plateau de pression 13 est déplacé axialement vers et au loin du volant 11 afin de mettre en engagement et de dégager l'embrayage 10 Quand l'embrayage 10 est dégagé, les premier et second anneaux de friction 25 et 35 tournent avec le volant 11 et le plateau de pression 13, respectivement Quand le plateau de pression 13 est déplacé vers le volant 11 pour mettre l'embrayage 10 en engagement, la plaque de support 22 est engagée par les seconds éléments de friction 28 et 38 des anneaux de friction et 35, respectivement Comme on l'a mentionné ci-dessus, les seconds éléments de friction 28 et 38 sont formés en un matériau ayant un coefficient relativement élevé de frottement Etant donné cela, la plaque de support 22 est rapidement engagée par les seconds éléments de friction 28 et 38 quand le plateau de pression 13 passe à la position engagée. Cependant, comme on l'a mentionné ci-dessus, les premier et second anneaux de friction 25 et 35 peuvent tourner relativement au volant 11 et au plateau de pression 13 Par suite, quand la plaque de support 22 vient en engagement de friction avec les seconds éléments de friction 28 et 38, les anneaux de friction 25 et 35 tournent initialement relativement au volant 11 et au plateau de pression 13 Cette rotation relative permet à la plaque de support 22 d'être graduellement accélérée jusqu'à la vitesse de rotation du volant 11 et du plateau de pression 13, ce qui empêche des chocs de couples transitoires de se produire quand l'embrayage 10 est engagé. Etant donné l'engagement de friction des anneaux de friction 25 et 35 avec le volant 11 et le plateau de pression 13, respectivement, la quantité de mouvement relatif de rotation entre eux est petite De préférence, la force de frottement produite par la plaque de retenue 30 et les pinces de retenue 40 est suffisamment grande pour que les anneaux de friction 25 et 35 ne tournent que sur la moitié d'un tour relativement au volant 11 et au plateau de pression 13. Après cet engagement initial et cette rotation relative, la plaque de support 22 et les anneaux de friction 25 et 35 tournent tous ensemble en une unité jusqu'à ce que l'embrayage 10 soit subséquemment dégagé. La structure ci-dessus décrite offre plusieurs avantages par rapport aux structures conventionnelles d'embrayage D'abord, les anneaux de friction 25 et 35 sont montés sur le volant 11 et le plateau de pression 13, respectivement, et non pas sur la plaque de support 22 comme cela est traditionnel Ainsi, le poids de la plaque de support 22 (et en conséquence l'inertie de rotation de l'assemblage de disques menés 20) est réduit de manière souhaitable. Deuxièmement, les anneaux de friction 25 et 35 peuvent tourner relativement au volant 11 et au plateau de pression 13, respectivement, bien que cela soit restreint par la force de frottement produite par la plaque de retenue 30 et les pinces de retenue 40 Ce mouvement relatif restreint de rotation limite la quantité des chocs dus à un couple transitoire pouvant être produit quand l'embrayage 10 est engagé Par suite, la probabilité d'une dégradation de l'embrayage 10 ou de la transmission (non représentée) qui lui est connectée, résultant d'un engagement rapide de l'embrayage 10, est réduite Troisièmement, la chaleur produite par l'engagement de l'embrayage 10 est appliquée loin de la plaque de support 22 sur les surfaces du volant 11 et du plateau de pression 13. Comme le volant 11 et le plaeau de pression 13 sont typiquement de relativement grands morceaux de métal, ils fonctionnent bien en tant que radiateurs de chaleur pour dissiper cette chaleur produite pendant le fonctionnement. On comprendra que la présente invention peut être mise en oeuvre d'autres façons Par exemple, le premier anneau de friction 25 peut être retenu sur le volant 11 par un certain nombre de pinces de retenue 40 au lieu de la plaque annulaire illustrée 30 de retenue De même, le second anneau de friction peut être retenu sur le plateau de pression 13 par une bague de retenue 30 au lieu des pinces illustrées de retenue. REVENDICATIONS 1 Assemblage d'embrayage caractérisé en ce qu'il comprend: un volant ( 11) adapté à une rotation; un couvercle ( 12) attaché audit volant pour une rotation avec lui; un plateau de pression ( 13) disposé entre ledit volant et ledit couvercle, ledit plateau de pression étant connecté audit couvercle pour une rotation avec lui et pour un mouvement axial relativement à lui entre des positions engagée et dégagée; un premier anneau de friction ( 25); un moyen ( 30) pour retenir ledit premier anneau de friction sur l'un dudit volant et dudit plateau de pression tout en permettant un mouvement relative de rotation entre eux; un second anneau de friction ( 35); un moyen ( 40) pour retenir ledit second anneau de friction sur l'autre dudit volant et dudit plateau de pression; et un assemblage de disques menés ( 20) disposé entre lesdits premier et second anneaux de friction, lesdits assemblages de disques menés étant adaptés à être engagés par friction par lesdits premier et second anneaux de friction quand ledit plateau de pression est à sa position engagée. 2 Assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le volant ( 11) a une zone évidée ( 1 la) qui y est formée et en ce que le premier anneau de friction ( 25) est disposé dans ladite zone évidée pour une rotation relativement à elle. 3 Assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le plateau de pression ( 13) a une zone évidée ( 13 a) qui y est formée et en ce que ledit premier anneau de friction est disposé dans ladite zone évidée pour une rotation relativement à elle. 4 Assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier anneau de friction ( 25) comporte une plaque d'appui ayant deux faces opposées, un premier élément de friction fixé à une première face et un second élément de friction fixé à une seconde face, ledit second élément de friction étant placé de manière à venir en engagement de friction avec l'assemblage de disques menés. Assemblage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le premier élément de friction ( 27) est formé en un matériau ayant un coefficient de frottement qui est plus petit que le coefficient de frottement du matériau formant le second élément de friction. 6 Assemblage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le premier élément de friction ( 27) est formé en un matériau ayant un coefficient de frottement compris entre 0,25 et 0,35. 7 Assemblage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le second élément de friction ( 28) est formé en un matériau ayant un coefficient de frottement qui est plus grand que ou égal à 0,70. 8 Assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen précité pour retenir le premier anneau de friction ( 25) comporte une plaque de retenue ( 30) qui est fixée à l'un dudit volant ou dudit plateau de pression, ladite plaque de retenue engageant ledit premier anneau de friction pour le retenir sur ledit volant ou ledit plateau de pression tout en permettant un mouvement relatif de rotation entre eux. 9 Assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen précité pour retenir ledit premier anneau de friction comporte un certain nombre de pinces de retenue ( 40) qui sont fixées à l'un dudit volant et dudit plateau de pression, lesdites pinces de retenue engageant ledit premier anneau de friction pour le retenir sur ledit volant ou ledit plateau de pression tout en permettant une rotation relative entre eux. Assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen pour retenir le second anneau de friction ( 35) sur l'autre dudit volant et dudit plateau de pression permet un mouvement relatif de rotation entre eux. 11 Assemblage selon la revendication 10, caractérisé en ce que chacun dudit volant ( 11) et dudit plateau de pression ( 13) a une zone évidée qui y est formée et en ce que lesdits premier et second anneaux de friction sont disposés dans lesdites zones évidées pour une rotation relativement à elles. 12 Assemblage selon la revendication 10, caractérisé en ce que chacun desdits premier et second anneaux de friction ( 25, 35) comporte une plaque d'appui ayant deux faces opposées, un premier élément de friction fixé à une première face et un second élément de friction fixé à une seconde face, ledit second élément de friction étant placé afin de venir en engagement de friction avec ledit assemblage de disques menés. 13 Assemblage selon la revendication 12, caractérisé en ce que lesdits premiers éléments de friction ( 27) sont formés en un matériau ayant un coefficient de frottement qui est plus petit que le coefficient de frottement du matériau formant lesdits seconds éléments de friction. 14 Assemblage selon la revendication 12, caractérisé en ce que les premiers éléments de friction ( 27) sont formés en un matériau ayant un coefficient de frottement qui est compris entre 0,25 et 0,35. Assemblage selon la revendication 12, caractérisé en ce que les seconds éléments de friction ( 28) sont formés en un matériau ayant un coefficient de frottement qui est plus important que ou égal à 0,70. 16 Volant adapté à une utilisation dans un assemblage d'embrayage, caractérisé en ce qu'il comprend: un corps ( 1); un anneau de friction ( 25); et un moyen pour retenir ledit anneau de friction sur ledit corps tout en permettant un mouvement relatif de rotation entre eux. 17 Volant selon la revendication 16, caractérisé en ce que le moyen précité pour retenir l'anneau de friction comporte une plaque de retenue ( 30) qui est fixée au corps, ladite plaque de retenue engageant ledit anneau de friction pour le retenir sur ledit corps tout en permettant un mouvement relatif de rotation entre eux. 18 Volant selon la revendication 16, caractérisé en ce que le moyen précité pour retenir l'anneau de friction comporte un certain nombre de pinces de retenue ( 40) qui sont fixées au corps, lesdites pinces engageant ledit anneau de friction pour le retenir sur ledit corps tout en permettant un mouvement relatif de rotation entre eux. 19 Plateau de pression adapté à une utilisation dans un assemblage d'embrayage, caractérisé en ce qu'il comprend: uncorps( 13); un anneau de friction ( 35); et un moyen pour retenir ledit anneau de friction sur ledit corps tout en permettant un mouvement relatif de rotation entre eux. Plateau de pression selon la revendication 19, caractérisé en ce que le moyen précité pour retenir l'anneau de friction comporte une plaque de retenue ( 30) qui est fixée au corps, ladite plaque de retenue engageant ledit anneau de friction pour le retenir sur ledit corps tout en permettant un mouvement relatif de rotation entre eux. 21 Plateau de pression selon la revendication 19, caractérisé en ce que le moyen précité pour retenir ledit anneau de friction comporte un certain nombre de pinces de retenue ( 40) qui sont fixées au corps, lesdites pinces de il retenue engageant ledit anneau de friction pour le retenir sur ledit corps tout en permettant un mouvement relatif de rotation entre eux.