Brevet FR2688038A1 — publié le 19930903

Disque d'embrayage renforcé pour embrayage à friction La présente invention concerne un disque d'embrayage pour un embrayage à friction, et en particulier un disque d'embrayage pourvu d'au moins un anneau de renforcement fermé, noyé au moins partiellement dans la matière de la garniture de friction. Par le document DE-A-36 43 272, on connait un disque d'embrayage pour embrayage à friction dont les garnitures de friction en forme de disque annulaire, disposées axialement des deux côtés d'un disque de support, portent également, sur leur face arrière, et donc hors du volume d'usure de la garniture de friction, des anneaux de renforcement en forme de disque annulaire En ce qui concerne les anneaux de renforcement, il s'agit de disques de tôle s'étendant sur la plus grande étendue radiale de la garniture de friction et rivetés sur le disque de support avec la garniture de friction Les bords des disques de tôle sont rabattus et pénètrent dans la matière de la garniture de friction Cependant, les tôles de renforcement connues sont chères, car elles doivent être découpées à la matrice dans des grandes feuilles de tôle, ce qui entraîne beaucoup de déchets En outre, ils augmentent le moment d'inertie de masse du disque d'embrayage, ce qui est indésirable. L'invention a pour but de proposer un disque d'embrayage, dont les garnitures de friction, tout en étant très résistantes à grande vitesse, possèdent un moment d'inertie de masse réduit, et dont la production est économique. Ce but est atteint, selon l'invention, grâce à un disque d'embrayage pour embrayage à friction ayant les caractéristiques suivantes un moyeu coaxial à un axe de rotation, un disque de support relié au moyeu, des garnitures de friction en forme de disque annulaire disposées axialement des deux côtés du disque de support et reliées à celui-ci, dont chacune porte, hors de son volume d'usure, au moins un anneau de renforcement fermé, noyé au moins partiellement dans la matière de la garniture de friction, et constitué en un matériau d'une plus grande résistance mécanique que le matériau de la garniture de friction En outre, il est prévu, selon l'invention, que l'étendue radiale de la section transversale du matériau constituant l'anneau de renforcement soit notablement plus réduite que 1 'étendue10 radiale de la section transversale de la garniture de friction. Il s'est avéré que la partie annulaire formant l'anneau de renforcement peut être réduite à une aire de section relativement petite et compacte, sans entraîner de conséquences fâcheuses au niveau de la résistance à grande vitesse Parallèlement, ceci réduit sensiblement aussi bien le coût de fabrication que le moment d'inertie de masse qui lui est lié Dans ce cas, le moment d'inertie de masse moins élevé a des conséquences positives sur les20 dispositifs de synchronisation du mécanisme de changement de vitesses disposés en aval De façon préférée, la partie annulaire se situe totalement à l'extérieur de la zone des rivets maintenant les garnitures de friction sur la partie de support.25 Selon une autre caractéristique de l'invention, il est prévu que la partie annulaire formant l'anneau de renforcement soit constituée, de préférence, en métal Du point de vue des valeurs de résistance nécessaires, le métal est tout à fait suffisant, et il forme une base parfaite de départ pour la transformation Cependant, il est également possible d'utiliser d'autres matières, comme par exemple des fibres organiques et/ou synthétiques, qu'on peut par exemple transformer en bande ou en fibre multicouches En tous cas, ce type de matériau sera plus coûteux. Il est, en outre, prévu que la partie annulaire, en direction axiale, couvre une étendue correspondant au volume résiduel Ainsi, toute la largeur axiale de la garniture de friction, déduction faite de son volume d'usure axial, peut être utilisée pour y disposer la partie annulaire. Selon l'invention, la partie annulaire présente une section ronde Une telle solution est particulièrement économique, car la partie annulaire peut être fabriquée à partir d'un fil rond, pouvant être simplement soudé à ses deux extrémités pour former un anneau. Cependant, d'autres formes de section transversale sont également avantageuses Ainsi, la partie annulaire peut, par exemple, être conformée en corps à deux plats opposés formé à partir d'un anneau en fil de section circulaire et présentant deux méplats en direction de l'axe A l'aide d'un tel corps à deux plats opposés, et tout en utilisant totalement le volume résiduel, on peut fabriquer une partie annulaire très résistante et particulièrement économique. En outre, il est également possible d'utiliser une partie annulaire avec une section rectangulaire ou carrée. Cette forme d'exécution permet d'obtenir la résistance à grande vitesse la plus élevée par rapport à l'espace disponible. Une résistance à grande vitesse très élevée, accompagnée d'une inertie de masse réduite, peut, par exemple, être obtenue grâce à une section en forme de L. Une forme d'exécution avantageuse prévoit que la partie annulaire est disposée dans la zone de la circonférence extérieure de la garniture de friction, et que son contour extérieur correspond au contour extérieur de la garniture de friction Une telle configuration est particulièrement avantageuse lorsque la résistance structurelle de la garniture de friction est très faible. Cependant, il est également possible de disposer la partie annulaire dans la zone de la circonférence intérieure de la garniture de friction et, ce, de telle sorte qu'au moins une partie du contour extérieur de la partie annulaire, orientée radialement vers l'intérieur, soit entourée par la matière de la garniture de friction. Ainsi, la partie annulaire possède également une fonction faisant augmenter la vitesse d'éclatement, et, simultanément, un moment d'inertie de masse très faible. Selon un mode d'exécution, l'anneau de renforcement est - disposé dans la zone de la circonférence intérieure de la garniture de friction et est, au moins partiellement, noyé, radialement des deux côtés, dans le matériau de friction. Dans le cas-o l'on utilise une partie annulaire à section en forme de L, et o l'on dispose la partie annulaire dans la zone de la circonférence intérieure de la garniture de friction, il est proposé que l'une des branches soit parallèle à l'axe de rotation, que l'autre branche s'étende radialement vers l'intérieur, et que la branche s'étendant radialement vers l'intérieur se prolonge par -le contour extérieur de la garniture de friction Cette disposition de la partie annulaire permet d'assurer que la garniture de friction, sous l'effet d'une force centrifuge, soit maintenue, dans la zone de sa tension tangentielle la plus élevée, par la partie annulaire, grâce à une complémentarité de formes. Il est, en outre, proposé que la garniture de friction présente, sur la face arrière opposée à la surface de friction, une légère surépaisseur par rapport au contour extérieur de la partie annulaire Cette disposition est avantageuse pour la fabrication de la garniture de friction Etant donné que la face arrière de la garniture de friction doit être ouvrée (rectification pour obtenir des surfaces planes), la rectification ne doit pas atteindre le métal de la partie annulaire, au cours de ce processus, ce qui entraînerait autrement la formation indésirable d'étincelles En conséquence, la partie annulaire est légèrement en retrait par rapport à la face arrière ouvrée. Dans ce qui suit, l'invention va être décrite plus en détail à l'aide de différents exemples d'exécution. La figure 1 représente une garniture de friction pourvue d'une partie annulaire constituée en fil de section circulaire; la figure 2 représente, à échelle agrandie, une partie annulaire de section transversale carrée; la figure 3 représente une partie annulaire constituée par un corps à deux plats opposés; la figure 4 représente une partie annulaire de section transversale rectangulaire; la figure 5 représente une partie annulaire de section transversale en forme de L, disposée soit radialement vers l'extérieur, soit radialement vers l'intérieur; la figure 6 représente une partie annulaire constituée en fil de section circulaire dans la zone du diamètre intérieur de la garniture de friction. La figure 1 représente une garniture de friction 1 -fixée, par exemple, selon l'état de la technique évoqué plus haut, sur un disque de support 16 reposant, quant à lui, de façon liée en rotation, par l'intermédiaire d'un moyeu 17, sur un arbre de transmission non représenté, pouvant tourner autour d'un axe de rotation 2 Selon l'état de la technique, deux garnitures de friction sont, en outre, respectivement disposées dos à dos, une30 suspension à ressorts axiale étant intercalée entre elles. Un amortisseur d'oscillations de torsion connu est esquissé en 18 Dans la représentation selon la figure 1, seule la garniture de friction gauche est représentée en totalité Celle-ci présente une face avant 3, servant également de surface de friction, ainsi qu'une face arrière 4 s'appuyant sur le disque de support 16. Habituellement, la face avant 3 et la face arrière 4 sont rectifiées et leurs surfaces planes sont parallèles En outre est représentée une ouverture pour rivet 15, choisie parmi une pluralité possible, dans laquelle s'étend la5 tête de rivet d'une rivure de garniture 19 Dans la zone de sa circonférence extérieure, la garniture de friction 1 est pourvue d'une partie annulaire ou d'un anneau de renforcement se présentant sous la forme d'un anneau en fil de section circulaire 6 Cet anneau en fil de section10 circulaire 6 est fermé sur sa circonférence et, avant le processus de pressage, lors de la fabrication de la garniture de friction 1, est formé en cercle et pressé avec la matière de la garniture de friction L'anneau en fil de section circulaire 6 renforce considérablement la15 résistance structurelle de la matière de la garniture de friction 1, de telle sorte que l'on obtient des vitesses de rotation nettement plus élevées Vu dans la direction de l'axe, l'anneau en fil de section circulaire 6 est disposé de telle sorte que l'on dispose de la totalité du volume d'usure de la garniture de friction 1 Ce volume d'usure est obtenu par abrasion sur la face avant 3; au cours de la durée de vie normale du disque d'embrayage, cette face avant 3, par abrasion, dépasse de plus en plus en direction de la face arrière 4 La limite d'usure est25 atteinte lorsque les têtes de rivets de la rivure de la face avant 3 correspondent presque aux ouvertures pour rivets 15 En outre, l'anneau en fil de section circulaire 6 est disposé de telle sorte que, lorsque la garniture de friction 1 est totalement usée, il ne soit pas non plus touché Dans ce cas, l'anneau en fil de section circulaire 6 se situe totalement en-dehors de la zone de la rivure 19. La figure 2 représente la disposition d'une partie annulaire 7 servant d'anneau de renforcement, de section carrée Dans la représentation agrandie est représenté le volume d'usure axiale -maximum X, qui constitue l'une des limites de l'anneau carré en fil 7 En outre est représentée une surépaisseur Y de la face arrière 4, la face arrière 4 présentant une surface ouvrée obtenue par rectification pour obtenir des surfaces planes du contour d'origine 5 La surépaisseur Y doit garantir que, si l'on utilise du métal pour constituer la partie annulaire 7, aucune étincelle n'apparaisse lors du processus de rectification de la face arrière 4, pouvant par exemple déclencher un incendie Si l'on utilise un matériau non métallique, cette surépaisseur Y n'est pas absolument nécessaire. La figure 3 représente une variante des figures 1 et 2, un anneau 8 ayant la forme d'un corps à deux plats opposés étant employé comme anneau de renforcement Cette partie annulaire en forme de corps à deux plats opposés apporte l'avantage que, d'une part, on peut utiliser, comme base de départ, un anneau en fil de section circulaire très économique à fabriquer, pouvant être pressé entre deux surfaces planes parallèles pour être amené à la dimension voulue et que, d'autre part, on peut obtenir, grâce à la forme sensiblement carrée, une résistance élevée, en tirant parti de la totalité du volume résiduel axial. Sur la figure 4, une partie annulaire 9 de section transversale rectangulaire est disposée dans la garniture de friction 1, sur sa circonférence extérieure. La figure 5 représente deux possibilités de disposition différentes d'une partie annulaire de section en forme de L Dans la moitié supérieure, une partie annulaire 10 de section transversale en forme de L est disposée dans la garniture de friction 1, une branche 13 s'étendant parallèlement à l'axe de rotation 2 et formant, radialement vers l'extérieur, une partie du contour extérieur de la garniture de friction, tandis que l'autre branche 14 est dirigée radialement vers l'intérieur et - en tenant compte de la surépaisseur Y correspond à la face arrière 4 Une partie annulaire en forme de L de ce type présente en soi une stabilité très élevée, et peut être manipulée facilement lors du façonnage. La moitié inférieure de la figure 5 représente la disposition d'une partie annulaire 11 en forme de L, disposée dans la zone radialement intérieure de la garniture de friction 1 Dans ce cas, l'anneau 11 est disposé de telle sorte que sa branche 14 orientée radialement vers l'intérieur correspond au contour intérieur de la garniture de friction 1, et que sa branche 13, parallèle à l'axe de rotation 2, est entourée de tous côtés par la matière de la garniture de friction On obtient ainsi une parfaite complémentarité de formes dans la zone radialement intérieure de la garniture de friction 1, ce qui permet d'obtenir une augmentation significative de la vitesse d'éclatement En même temps, le moment d'inertie de masse de cette partie annulaire est très faible. La figure 6 représente une garniture de friction 1, dans laquelle un anneau en fil de section circulaire 12 est également disposé dans la zone radialement intérieure de la garniture de friction Cet anneau en fil de section circulaire 12 possède un diamètre plus important que le diamètre intérieur de la garniture de friction 1, de telle sorte qu'il est également entouré sensiblement par la matière de la garniture de friction (à l'exception de sa zone s'étendant axialement en direction de la face arrière 4) Ce type de construction est particulièrement économique, car il est facile de fabriquer l'anneau en fil de section circulaire 12 En outre, cette construction est caractérisée par un faible moment d'inertie de masse. Il est évident que plusieurs anneaux de renforcement peuvent être noyés dans la garniture de friction, comme ceci est suggéré à la figure 5 pour les parties d'anneau en forme de L. Revendications 1 Disque d'embrayage pour embrayage à friction comprenant: un moyeu ( 17) coaxial à un axe de rotation ( 2), un disque de support ( 16) relié au moyeu ( 17), des garnitures de friction ( 1) en forme de disque annulaire disposées axialement des deux côtés du disque de support ( 16) et reliées à celui-ci, dont chacune porte, hors de son volume d'usure, au moins un anneau de renforcement ( 6; 7; 8; 9; 10; 11; 12) fermé, noyé au moins partiellement dans la matière de la garniture de friction ( 1), et constitué en un matériau d'une plus grande résistance mécanique que le matériau de la garniture de friction, caractérisé en ce que l'étendue radiale de la section transversale du matériau constituant l'anneau de renforcement ( 6; 7; 8; 9; 10; 11; 12) soit notablement plus réduite que l'étendue radiale de la section transversale de la garniture de friction ( 1). 2 Disque d'embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les garnitures de friction ( 1) sont liées au disque de support ( 16) par des rivets ( 19), et en ce que les anneaux de renforcement ( 6; 7; 8; 9; 10; 11; 12) sont disposés radialement totalement en-dehors de la zone des rivets ( 19). 3 Disque d'embrayage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'étendue axiale de la section transversale du matériau de l'anneau de renforcement ( 6; 7; 8; 9; 10; il; 12) est sensiblement égale à l'étendue axiale du volume résiduel 4. 4 Disque d'embrayage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'anneau de renforcement ( 6; 7; 8; 9; 10) est disposé dans la zone de la circonférence extérieure de la garniture de friction ( 1) et en ce que, dans la zone o une surface circonférentielle de la garniture de friction ( 1) se transforme en surface latérale plate adjacente de la garniture de friction ( 1), l'un des contours extérieurs de la garniture de friction ( 1) présente un contour extérieur correspondant. Disque d'embrayage selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'anneau de renforcement ( 6; 7; 8; 9; 10) forme une partie de la surface circonférentielle et de la surface latérale plate adjacente de la garniture de friction ( 1). 6 Disque d'embrayage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'anneau de renforcement ( 11; 12) est disposé dans la zone de la circonférence intérieure de la garniture de friction et en ce qu'il est, au moins partiellement, noyé, radialement des deux côtés, dans le matériau de friction. 7 Disque d'embrayage selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'anneau de renforcement ( 11) présente une section transversale en forme de L, et possède une branche ( 13) parallèle à l'axe de rotation, ainsi qu'une branche ( 14) dépassant radialement vers l'intérieur et prolongeant la surface latérale plate de la garniture de friction. 8 Disque d'embrayage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'anneau de renforcement ( 6; 7; 8; 9; 10; 11; 12) est constitué en métal. 9 Disque d'embrayage selon la revendication 8, caractérisé en ce que le matériau de friction, sur le côté de l'anneau de renforcement ( 7; 8) opposé axialement au volume d'usure, possède une surépaisseur (Y) dépassant axialement par rapport au contour extérieur axial de l'anneau de renforcement. Disque d'embrayage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'anneau de renforcement ( 6) a une section transversale ronde.35 11 Disque d'embrayage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'anneau de il renforcement ( 8) possède, sur les côtés opposés axialement, des méplats parallèles entre eux, mais présente, pour le reste, une section transversale ronde (section de corps à deux plats opposés). 12 Disque d'embrayage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'anneau de renforcement ( 7; 9) a une section transversale rectangulaire ou carrée. 13 Disque d'embrayage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'anneau de renforcement ( 10; 11) a une section transversale en forme de L.