Brevet FR2677092A1 — publié le 19921204

La présente invention concerne un disque porte-garnitures à élasticité axiale, équipé de garnitures de frottement, propre à la constitution d'un disque de friction, notamment pour véhicules automobiles, comportant une partie centrale globalement circulairement continue et une partie périphérique fractionnée en pales radiales propres à recevoir les garnitures de frottement, chacune desdites pales se raccordant individuellement à ladite partie centrale par un pied globalement radial et s'étendant circulairement en porte-à-faux de part et d'autre dudit pied avec des plis délimitant des zones de portée globalement parallèles au plan moyen de ladite partie centrale, pour contact avec lesdites garnitures de frottement et fixation de celles-ci, en alternance avec des zones de raccordement globalement obliques vis-à-vis dudit plan. Dans un tel disque, décrit dans le brevet FR-B-2.370.893, on constate parfois des ruptures au niveau du pied de pale, notamment sous l'action de la force centrifuge, ladite rupture entrainant également celle des garnitures de frottement. C'est la raison pour laquelle on a proposé dans le document FR-A-2 639 694 une disposition avec un pied de renfort reliant une des extrémités circonférentielles de la pale à ladite partie centrale. Grâce à cette disposition, la robustesse du disque porte-garnitures est accrue ainsi que sa durée de vie. En outre les garnitures de frottement sont ménagées. Cette disposition donne satisfaction, néanmoins dans certaines applications il peut être souhaitable de ménager encore plus les garnitures de frottement pour pouvoir notamment tourner à des vitesses de rotation encore plus élevées. Pour cette raison, on est conduit à fractionner en plots de frottement lesdites garnitures. Ceci pose un nouveau problème car les pales sont l'objet alors de sollicitations supplémentaires dues à la discontinuité des garnitures de frottement, un vrillage desdites pales étant à craindre. Pour résoudre ce problème, on peut songer à créer une nouvelle configuration, par exemple comme décrit dans le documentFR-A-2 103 082 au détriment de la standardisation et d'une augmentation du nombre de pièces. La présente invention a pour objet de pallier ces inconvénients et donc de créer, de manière simple et économique, un nouveau disque porte-garnitures à élasticité axiale tout en déstandardisant le moins possible ledit disque. Suivant l'invention un disque du type sus-indiqué dans lequel les garnitures de frottement sont fixées aux pales et s'étendent sur les deux faces desdites pales, est caractérisé en ce que lesdites garnitures sont fractionnées en segments annulaires de frottement comportant chacun un support portant sur l'une de ses faces des plots de frottement, et en ce que lesdits segments relient entre elles deux pales consécutives, lesdits secteurs étant montés dos-à-dos alternativement circonférentiellement en s'entrelaçant, en sorte de créer une continuité. Grâce à l'invention, le disque porte-garnitures a une grande robustesse due à la liaison des pales par lesdits segments et ledit disque proprement dit demeure inchangé. En outre on obtient un bon parallélisme des garnitures, ainsi qu'une minimisation de l'inertie et un bon équilibrage du disque porte-garnitures. I1 est même possible d'utiliser un disque du type de celui décrit dans le brevet FR-B-2 370 893 sans avoir recours à des pieds de renfort. Cette disposition est particulièrement avantageuse, car on peut utiliser des pales classiques et tirer profit des perçages que celles-ci comportent usuellement pour la fixation des garnitures de friction. En effet, on fixe lesdits segments par rivetage à la faveur desdits perçages. Suivant une caractéristique, cette fixation peut être réalisée à l'aide de rivets montés tête-bêche et reliant un premier segment situé sur l'une des faces d'une pale à un second segment situé sur l'autre face de l'autre pale, lesdits rivets étant implantés à la faveur de deux zones de portées consécutives d'une pale. Grâce à cela on évite un vrillage des pales. Dans tous les cas on continue à bénéficier d'une bonne progressivité due à l'élasticité axiale du portegarnitures au bénéfice du confort de l'usager. La description qui va suivre illustre à titre d'exemple l'invention en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en élévation d'un disque de friction équipé d'un disque porte-garnitures selon l'invention avec un arrrachement local - la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne 2-2 de la figure 1 - la figure 3 est une vue partielle en élévation du disque porte-garnitures proprement dit - la figure 4 est une vue en élévation d'un disque porte-garnitures avec ses segments annulaires de frottement selon l'invention - la figure 5 est une vue en coupe selon la ligne 5-5 de la figure 4 - la figure 6 est une vue en coupe selon la ligne 6-6 de la figure 4 - la figure 7 est une vue partielle selon la flèche 7 de la figure 4 ;; - la figure 8 est une vue partielle d'une zone de portée dudit disque pour une autre variante de réalisation - les figures 9 et 10 sont des vues partielles analogues aux figures 1 et 3, pour encore un autre exemple de réalisation. Dans les figures 1 et 2 est illustré un disque de friction pour véhicule automobile comportant deux parties coaxiales montées mobiles l'une par rapport à l'autre à l'encontre de ressorts 5,6,7 à action circonférentielle et de moyens de frottement 20. L'une des parties comporte deux rondelles de guidage 1,1' et un disque porte-garnitures, décrit ciaprès, tandis que l'autre partie comporte un voile 4 solidaire en rotation, éventuellement après rattrapage d'un jeu, d'un moyeu 3. Bien entendu on peut inverser les structures, le disque porte-garnitures pouvant être solidaire du voile 4 mobile par rapport au moyeu 3, tandis que les rondelles de guidage 1,1' sont alors solidaires du moyeu 3. De même le disque porte-garnitures peut être solidaire du voile 4 lui-même solidaire du moyeu 3, le disque de friction étant alors dépourvu de ressorts et de moyens de frottement. Dans ces figures 1 et 2, le disque portegarnitures est accolé à la rondelle 1 et est solidarisé à celle-ci à l'aide d'entretoises 2, ici des colonnettes, traversant à jeu des ouvertures pratiquées dans le voile 4 et solidarisant entre elles les rondelles 1,1'. Les ressorts 5,6,7 ici à boudins, en variante des blocs en élastomère, sont montés dans des fenêtres 9,9' des rondelles 1,1' et dans des fenêtres 8 en vis-à-vis du voile 4. Ils sont disposés sur une même circonférence. Ici deux fenêtres 9', diamétralement opposées, servent au logement de ressorts 7 montés sans jeu dans celles-ci et dans les fenêtres 8, tandis que deux fenêtres 9 plus courtes servent au montage sans jeu de deux ressorts concentriques 5,6 montés avec jeu dans les fenêtres 8. Les moyens de frottement 20 comportent une première rondelle de frottement disposée entre le voile 4 et le disque porte-garnitures et entre le voile 4 et la rondelle 1', un ressort de serrage s'appuyant sur la rondelle 1' et sollicitant une rondelle d'application au contact du voile pour serrage de la première rondelle de frottement. Les rondelles 1,1' sont identiques et présentent des ouvertures pour liaison en rotation de la rondelle d'application et de ladite première rondelle, dotées de saillies engagées dans lesdites ouvertures pour celà. Ce disque porte-garnitures à élasticité axiale, propre à la constitution d'un disque de friction, comporte une partie centrale annulaire plate 10, qui est globalement circulairement continue, mais qui présente diverses fenêtres 11 et passages 12,12' pour ici respectivement logement de ressorts 5 à 7, passage des saillies des rondelles de frottement et des colonnettes 2. I1 comporte en outre une partie périphérique fractionnée en pales radiales 13, qui se raccordent chacune individuellement à la partie centrale 10 par un pied globalement radial 14, et qui, ici de manière non symétrique, s'étendent chacune circulairement en porte-àfaux d'un côté et de l'autre d'un tel pied 14. Une telle pale 13 s'étend globalement entre d'une part, deux circonférences C1,C2, choisies pour correspondre sensiblement, la première au bord circonférentiel de plus petit diamètre d'une telle pale, la deuxième, au bord circonférentiel de plus grand diamètre de celle-ci, et d'autre part, deux bords transversaux 54,54' qui s'étendent ici globalement radialement. Chaque pale 13 est affectée de plis qui y délimitent circulairement des zones de portée 21A,21B, globalement parallèles au plan moyen de la partie centrale 10 pour contact avec les garnitures de frottement 31,32, respectivement, en alternance avec des zones de raccordement 22 globalement obliques vis-à-vis dudit plan, les zones 21B étant décalées axialement par rapport aux zones 21A. Les garnitures 31,32 s'étendent de part et d'autre des pales en étant fixées à celles-ci. Dans l'exemple représenté (figure 3) il y a ainsi d'un premier côté d'une zone de portée 21A se situant dans le prolongement de la partie centrale plate 10, une première zone de raccordement oblique 22, une zone de portée 21B, une deuxième zone de raccordement oblique 22 et une zone extrême de portée 21A délimitée par le pli extrême 53 et qui n'est effectivement active que le long de la circonférence C2. C'est cette portion de la pale qui a la plus grande étendue circonférentielle. De l'autre côté de la zone de portée 21A, qui se situe dans le prolongement de la partie centrale 10, il y a successivement une zone de raccordement oblique 22 et une zone de portée 21B qui n'est effectivement active que le long de la circonférence C2. Ainsi, suivant la caractéristique décrite dans le susmentionné brevet FR-B-2370893, le nombre de zones de portée d'une pale effectivement active le long d'une circonférence choisie pour correspondre au bord circonférentiel de plus grand diamètre de cette pale est plus grand que le nombre de portées effectivement actives le long d'une circonférence choisie pour correspondre au bord circonférentiel de plus petit diamètre de ladite pale. Les zones extrêmes 21A,21B s'étendent obliquement vis-à-vis d'un rayon du disque. On voit en 18A,18B, les passages pratiqués dans une pale 13 et qui la rende propre à recevoir les garnitures de frottement 31,32 sur l'une et l'autre de ses faces, par exemple par rivetage. Ainsi qu'on l'aura compris par leurs zones de raccordement 22, les pales permettent un jeu axial élastique de leurs zones de portée entre une position écartée de repos, pour laquelle les garnitures de frottement sont relativement écartées, et une position écrasée de travail pour laquelle les garnitures de frottement sont relativement rapprochées. Dans la position de travail les garnitures 31,32 sont serrées entre les plateaux de pression et de réaction (non représentés) de l'embrayage et le couple est transmis desdits plateaux, calés en rotation sur le vilebrequin du moteur, au moyeu 3 à alésage interne cannelé pour liaison en rotation sur l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses. De manière connue en soi lors de l'embrayage, durant une première phase, les ressorts 7 sont comprimés, puis les ressorts 5,6 interviennent en différé, les moyens de frottement 20 intervenant ici constamment avec frottement du voile au contact de la première rondelle de frottement et de la rondelle d'application. En position de repos les garnitures 30,31 ne sont pas serrées, et l'embrayage est désengagé. Les pales 13 élastiques permettent donc un serrage progressif des garnitures 31,32, ici fractionnées en plots de frottement 42,43, au bénéfice du confort de l'usager, lorsque celles-ci passent de leur position de repos à leur position de travail. Suivant l'invention, le disque porte-garnitures à élasticité axiale est caractérisé en ce que lesdites garnitures 31,32 sont fractionnées en segments annulaires de frottement 40 comportant un support 41 portant sur l'une de ses faces des plots de frottement 42,43, et en ce que lesdits segments 40 relient entre elles deux pales 13 consécutives, lesdits segments étant montés dos-à-dos alternativement circonférentiellement en s'entrelaçant, en sorte de créer une continuité. Suivant une autre caractéristique, les segments 40 sont fixés par rivetage sur les pales 13 à la faveur des zones de portées 21A,21B de celles-ci, chaque rivet 45 ayant sur l'une des faces d'une pale 13 une tête 47 au contact d'une zone de portée 21A,21B et traversant ladite zone et un premier support 41 pour présenter sur l'autre des faces de ladite pale 13 un pied 46 serti au contact du premier support 41, et en ce que ladite tête 47 du rivet 45 est implantée à la faveur d'une ouverture 49 pratiquée dans un second support, le premier et second supports étant montés de part et d'autre d'une pale 13. Suivant une autre caractéristique, deux rivets 45 montés tête-bêche relient ledit premier support 41 (premier segment) audit second support 41 (second segment), lesdits rivets 45 étant implantés à la faveur de deux zones de portées consécutives 21A,21B d'une même pale 13. Dans les figures 1 à 7, chaque segment 40 comporte un support 41 et deux plots de frottement 42,43 fixés sur la même face de celui-ci (celle opposée à la pale 13) au voisinage des extrémités circonférentielles dudit segment 40. Ces segments 40 sont globalement en forme de secteurs annulaires. Ici le support 41, sous forme d'une plaque métallique, est, suivant une caractéristique, plus épais que les pales 13, et les plots 42,43 sont fixés par brasage sur la même face de celui-ci. En variante la fixation peut être réalisée par collage. Ces plots 42,43 sont en matériau de frottement fritté du type métallique ou métallo-céramique. En variante ils peuvent être à base de carbone. Les plots 42,43 sont de forme globalement rectangulaire et s'étendent sur toute la hauteur des pales 13. Leurs bords latéraux sont évidés de manière symétrique pour implantation des rivets de fixation 45 aux pales 13. Ici le disque 10 porte huit pales 13 et huit segments 40 identiques entre eux sont prévus à savoir quatre par face des pales 13. Plus précisément, chaque segment 40 comporte ici quatre perçages pratiqués dans sa plaque de support 41, à savoir, d'une part, deux perçages de passage 48, pour passage des fûts des rivets 45, traversant les passages 18A,18B des pales 13, et délimitation d'un épaulement pour sertissage des pieds 46 et d'autre part, deux perçages de logement 49, de taille supérieure à celle des perçages 48, pour logement des têtes 47 d'épaisseur globalement égale à celle de la plaque 41. Suivant une caractéristique, il y a circonférentiellement alternance des perçages 48,49, implantés à la faveur des évidements des bords latéraux des plots 42,43 avec montage tête-bêche des rivets 45 de part et d'autre d'un desdits plots. Bien entendu si besoin est, on peut rajouter un plot intermédiaire entre les deux plots 42,43. Comme mieux visible à la figure 7, les plots 42,43 de deux segments consécutifs sont en face l'un de l'autre et s'étendent circonférentiellement d'une portée 21A à une portée 21B consécutive, à savoir la portée 21A qui est dans le plan du disque 10 et la portée 21B consécutive qui s'étend sur toute la hauteur de la pale 13 (figure 3). Les zones de contact des segments 40 avec les pales 13 sont donc maximum. Ainsi qu'on l'aura compris, le montage des segments 40 d'une face à l'autre se fait par retournement, un segment associé à l'une des faces du disque porte-garnitures reliant entre eux deux segments associés à l'autre face dudit disque. I1 est ainsi recréée une continuité d'une face à l'autre dudit disque, les segments formant une chaîne fermée en s'entrelaçant. Grâce à cette disposition, on obtient une grande robustesse des pales 13, un bon équilibrage du disque porte-garnitures, ainsi qu'un bon parallélisme des garnitures de frottement 31,32, ce qui est favorable pour leur coopération avec lesdits plateaux de pression et de réaction concernés au bénéfice d'une réduction des usures. On obtient également une bonne progressivité lors de l'opération d'embrayage. On notera également que l'entrelacement des segments 40 permet de réduire l'inertie du disque, ainsi que d'avoir une bonne ventilation. L'extrémité circonférentielle des pales est dégagée au niveau de l'une des faces du disque portegarnitures. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits. En particulier la zone extrême peut s'étendre sensiblement suivant un rayon du disque. Le nombre de zones de portées peut être quelconque, par exemple (figures 9 et 10) la pale 113 peut comporter une zone 121A prolongeant le pied 114, et de l'autre côté une zone inclinée 122 puis une zone 121B constituant la zone extrême. Dans ce cas, les pales étant dotées de deux perçages 118B et de deux perçages 118A pratiqués respectivement dans les zones de portées 121B et 121A, la fixation des segments annulaires de frottement 140 s'effectue à l'aide de quatre rivets et les plots desdits segments 140 sont admis à se chevaucher (figure 10). Dans ces figures, la friction est rigide et est dépourvue de ressorts et de moyens élastiques, le disque 110 étant fixé directement sur un voile lui-même fixé par rivetage sur une bride, que présente le moyeu 30. On peut utiliser un disque avec des pieds de renfort comme dans le document FR-A-2 639 694. La disposition selon l'invention permet d'utiliser des disques standards, notamment des disques à pales symétriques. Enfin, en modifiant légèrement les outillages, les passages pratiqués dans les zones de portée 21A,21B peuvent être de forme oblongue comme visible à la figure 8 pour faciliter le montage des segments 40 tout en ayant une bonne tenue à la force centrifuge. REVENDICATIONS 1) Disque porte-garnitures à élasticité axiale, équipé de garnitures de frottement (31,32) propre à la constitution d'un disque de friction, notamment pour véhicules automobiles, comportant une partie centrale (10,110) globalement circulairement continue et une partie périphérique fractionnée en pales radiales (13,113) propres à recevoir des garnitures de frottement (31,32-131,132), chacune desdites pales se raccordant individuellement à ladite partie centrale par un pied globalement radial (14-114) et s'étendant circulairement en porte-à-faux de part et d'autre dudit pied avec des plis délimitant des zones de portée (21A,21B-121A,121B) globalement parallèles au plan moyen de ladite partie centrale, pour contact avec lesdites garnitures de frottement et fixation de celles-ci, en alternance avec des zones de raccordement (22-122) globalement obliques vis-à-vis dudit plan, dans lequel lesdites garnitures de frottement, fixées auxdites pales, s'étendent sur les deux faces desdites pales, caractérisé en ce que lesdites garnitures (31,32-131,132) sont fractionnées en segments annulaires de frottement (40-140) comportant un support (41-141) portant sur l'une de ses faces des plots de frottement (42,43-142,143), et en ce que lesdits segments relient entre elles deux pales (13-113) consécutives, lesdits segments étant montés dos-à-dos alternativement circonférentiellement en s'entrelaçant, en sorte de créer une continuité. 2) Disque selon la revendication 1, caractérisé en ce que les segments (40) sont fixés par rivetage sur les pales (13) à la faveur des zones de portées (21A,21B) de celles-ci, chaque rivet (45) ayant sur l'une des faces d'une pale (13) une tête (47) au contact d'une zone de portée (21A,21B) et traverse ladite zone et un premier support (41) du premier segment pour présenter sur l'autre des faces de ladite pale (13) un pied (46) serti au contact du premier support (41), et en ce que ladite tête (47) du rivet (45) est implantée à la faveur d'une ouverture (49) pratiquée dans un second support (41) d'un second segment. 3) Disque selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'au moins deux rivets (45) montés tête-bêche relient ledit premier support (41) audit second support (41), lesdits rivets (45) étant implantés à la faveur de deux zones de portées consécutives (21A,21B) d'une pale (13). 4) Disque selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que chaque segment annulaire de frottement (40) comporte un support (41) et au moins deux plots de frottement (42,43) fixés sur la même face de celui-ci au voisinage des extrémités circonférentielles dudit segment (40). 5) Disque selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque segment (40) comporte ici quatre perçages pratiqués dans une plaque de support (41), à savoir, d'une part, deux perçages de passage (48), pour passage des fûts des rivets (45), traversant des passages (18A,18B) pratiqués dans des zones de portée (21A,21B) des pales (13), et délimitation d'un épaulement pour sertissage des pieds (46) et, d'autre part, deux perçages de logement (49), de taille supérieure à celle des perçages (48), pour logement des têtes (47) d'épaisseur globalement égale à celle de la plaque de support (41). 6) Disque selon la revendication 5, caractérisé en ce que les plots (42,43) sont de forme globalement rectangulaire et s'étendent sur toute la hauteur des pales (13), et en ce que leurs bords latéraux sont évidés de manière symétrique pour implantation des rivets de fixation (45) aux pales (13). 7) Disque selon les revendications 5 et 6, caractérisé en ce qu'il y a circonférentiellement alternance des perçages de passage et de logement (48,49), implantés à la faveur des évidements des bords latéraux des plots (42,43) avec montage tête-bêche des rivets (45) de part et d'autre d'un desdits plots.