Brevet FR2706958A1 — publié le 19941230

La présente invention concerne un disque portegarnitures, pour support de garnitures de frottement, propre à la constitution d'un disque de friction, notamment pour véhicule automobile, du genre comportant une partie centrale et une partie périphérique fractionnées en pales radiales propres à recevoir les garnitures de frottement, chacune desdites pales se raccordant à ladite partie centrale par un pied et comportant au moins une zone de portée globalement parallèle au plan moyen de ladite partie centrale, pour contact avec l'une au moins desdites garnitures de frottement et fixation de celles-ci. Dans un disque de friction, ces garnitures s'étendent de part et d'autre de la partie périphérique. Les disques de friction sont parfois sujets, en fonctionnement, à des vibrations désagréables constituant ce qu'il est usuel de désigner par broutement. Ce broutement peut se produire aussi bien à faible couple, lors d'une manoeuvre de parking, qu'à couple élevé lors d'un changement de vitesses sur route et que lors d'un démarrage en pente. Les zones de portée ont parfois une étendue pas aussi grande que souhaitée, ce qui entraîne un phénomène d'incrustation, les garnitures de frottement s'affaissant à l'intérieur des creux existant entre deux portées d'appui d'une même pale. Il en résulte un manque de flexibilité qui à charge maximale est responsable au moins pour partie du broutement. En outre il se pose un problème de contact avec notamment le plateau de pression de l'embrayage. En effet dans un embrayage, à chaque engagement de l'embrayage, les garnitures de frottement se trouvent progressivement serrées entre un plateau de pression et un plateau de réaction. L'échauffement induit par le frottement conduit inévitablement à une mise en cône du plateau de pression, comme explicité par exemple dans le document US-A-2,902,130, et il en est de même, bien que dans une moindre mesure, pour le plateau de réaction. I1 en résulte que la zone suivant laquelle les garnitures de frottement sont soumises à la pression de l'un et de l'autre de ces plateaux se décale progressivement vers l'axe de l'ensemble, avec, pour conséquence, une usure inégale de ces garnitures de frottement et une réduction de leur efficacité (couple transmis moindre), voire même leur broutement. Pour pallier ces inconvénients et résoudre ce problème, on a proposé dans le document FR- 92 08710, déposé le 15 Juillet 1992 et non publié à ce jour, de créer au moins une première série de pales du type tripode présentant une zone centrale de portée et deux zones périphériques de portée de part et d'autre de ladite zone centrale. Dans une réalisation, ces pales alternent circonférentiellement avec une série de languettes. Dans une autre réalisation, ces pales alternent circonférentiellement avec une seconde série de pales du type tripode à l'image de la première série. Les pales tripodes, par leur zone centrale, servent à la fixation de l'une des garnitures de frottement, dans ce cas celle associée au plateau de pression de l'embrayage, tandis que les languettes ou la deuxième série de pales tripodes servent à la fixation de l'autre garniture de frottement, dans ce cas celle associée au plateau de réaction de l'embrayage. Grâce à cette disposition les languettes ou les pales tripodes de la seconde série ont une élasticité suffisante pour suivre le mouvement de mise en cône du plateau de réaction, tandis que les pales tripodes de la première série suivent le mouvement de mise en cône du plateau de pression et ont de grandes surfaces de contact. En outre, les phénomènes d'incrustation et de broutement sont diminués et les pales peuvent tourner à des vitesses de rotation plus élevées, du fait de leur symétrie radiale, ce qui supprime les sollicitations de flexion dans les pieds de pales sous l'effet de la force centrifuge. En pratique dans le susmentionné document, la fixation des garnitures de frottement est réalisée à l'aide d'une rangée de rivets implantés sur une même circonférence. Il en résulte que la zone centrale de la première série de pales tripodes est dotée d'une ouverture de passage d'un rivet formant organe de fixation. I1 en est de même des languettes ou de la zone centrale de la deuxième série de pales tripodes. Pour les disques de friction de grande taille (grand diamètre) ou lorsque les garnitures de frottement sont minces en étant collées sur des clinquants rapportés par rivetage sur le disque porte-garnitures, la technologie à au moins une série de pales tripodes n'est pas adaptée. En effet, il faut alors prévoir au moins deux rangées de rivets implantés sur des circonférences de diamètre différent. Un problème d'implantation des trous de passage des organes de fixation se pose alors au niveau de la zone centrale des pales tripodes, car il faut éloigner les trous de passage des rivets d'une distance radiale notable pour une bonne fixation des garnitures de frottement. La présente invention a pour objet de répondre à ce souhait et donc de créer, de manière simple et économique, de nouvelles pales tripodes permettant l'implantation d'au moins deux rangées de trous de passage pour des organes de fixation des garnitures de frottement. La zone centrale d'une pale tripode se raccordant à la partie centrale du disque porte-garnitures par un pied comportant au moins une zone inclinée sous forme d'un pli longitudinal perpendiculaire à l'axe de symétrie radial de la pale tripode, suivant l'invention, la zone centrale d'au moins certaines pales tripodes est prolongée radialement vers l'intérieur à la faveur d'une découpe affectant ledit pli longitudinal, et ledit prolongement est doté d'un trou supplémentaire pour passage d'un organe de fixation de la garniture de frottement. Grâce à l'invention, on peut implanter dans le même plan au moins deux trous de passage, espacés radialement l'un de l'autre, dans la zone centrale d'une pale tripode. Ainsi on peut fixer la garniture de frottement (éventuellement fractionnée) concernée aux zones centrales de la première série de pales tripodes à l'aide d'au moins deux séries de rivets, ou d'autres organes de fixation espacés radialement l'un de l'autre. Une bonne fixation de la garniture de frottement est ainsi réalisée. Cette garniture peut donc tourner à des vitesses de rotation élevées. On appréciera que la disposition, selon l'invention, est économique car elle ne nécessite pas une profonde modification de l'outillage de fabrication du disque porte-garnitures. En effet, il suffit d'effectuer la découpe à l'aide d'un outil simple et de prévoir deux rangées de trous de passage. De plus le prolongement selon l'invention augmente la zone de portée de la garniture concernée sans nuire à la résistance mécanique du pli longitudinal Suivant une autre caractéristique, afin de conserver le maximum d'appui pour la garniture de frottement concernée avec des distances entre appui les plus faibles possible, on multiplie le nombre de pales. I1 en résulte que ces pales ont une largeur circonférentielle moindre et que l'on peut alors conformer les languettes précitées, qui sont globalement dans le plan de la partie centrale, en pales tripodes avec une zone centrale dans le plan de la partie centrale et deux zones périphériques de portée de part et d'autre de ladite zone centrale. Ainsi, lors de l'écrasement élastique des garnitures de frottement, la garniture de frottement associée aux languettes trouve une réaction du fait de nouvelles zones de portées périphériques, qui sont propres à venir en appui contre l'autre garniture de frottement. Les phénomènes d'incrustation sont ainsi réduits, l'usure de la garniture de frottement, associée aux languettes, étant mieux répartie. En outre, les phénomènes d'usure de la garniture de frottement, associée à la première série de pales, sont réduits puisque les zones de portées périphériques des languettes créent un appui supplémentaire. Pour l'autre garniture de frottement les usures sont plus régulières. Bien entendu, on peut remplacer les languettes précitées par une deuxième série de pales tripodes. En variante, certaines au moins desdites languettes présentent, à leurs extrémités libres à la faveur d'un pli de raccordement, une zone de portée décalée axialement en direction des zones centrales de la première série de pales tripodes. Comme précédemment, les phénomènes d'incrustation sont réduits et l'usure de la garniture de frottement, associée aux languettes, est mieux répartie grâce à la zone de portée supplémentaire. Suivant une caractéristique, la découpe affecte localement la zone centrale de la pale tripode afin de réduire les amorces de rupture au niveau du prolongement. La description qui va suivre ilustre l'invention en regard des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un disque de friction équipé d'un disque porte-garnitures selon l'invention ; - la figure 2 est une vue partielle en élévation dudit disque porte-garnitures avec hachurage des zones de portée - les figures 3 à 6 sont des vues analogues à la figure 2 pour d'autres exemples de réalisation. Dans ces figures est illustré un disque portegarnitures propre à la constitution d'un disque de friction pour véhicule automobile. Ce disque (figure 1) comporte une partie centrale 16 et une partie périphérique fractionnée en pales radiales 771 alternant circonférentiellement, ici régulièrement, avec une série de languettes radiales 772 dans le plan de la partie centrale 16 du disque portegarnitures. Dans cette figure, les pales 771 et les languettes 772 sont d'un seul tenant avec la partie centrale 16. Comme décrit dans la demande FR-92 08710, chaque pale se raccorde à la partie centrale 16 par un pied 724 et présente une zone centrale de portée 722 et deux zones périphériques de portée 723. La zone centrale 722 sert à la fixation d'une garniture de frottement 132, tandis que les languettes 772 servent à la fixation d'une autre garniture de frottement 131. A cet effet, les languettes 772 et les zones centrales 722 des pales 771 présentent ici des trous 19, pour fixation desdites garnitures 131,132 au disque porte-garnitures ici par l'intermédiaire de rivets 47 (figure 1). Plus précisément le disque porte-garnitures avec ses garnitures 131,132 appartient ici à un disque de friction comportant le disque porte-garnitures solidaire par rivetage du voile 4, lui-même solidaire du moyeu 3, le disque de friction étant alors du type rigide. Le disque porte-garnitures est équipé de deux garnitures de frottement annulaires 131,132 montées dosà-dos, de part et d'autre de la partie centrale 16. Ces garnitures de frottement sont ici du type organique en étant circonférentiellement continues et en étant renforcées par des fibres de verre, de KEVLAR ou autres. Dans un embrayage, les garnitures 131,132 sont normalement serrées entre les plateaux de pression et de réaction (non visibles) de l'embrayage solidaires en rotation du vilebrequin du moteur à combustion interne du véhicule automobile, tandis que le moyeu 3, grâce à son alésage interne cannelé, est lié en rotation avec l'arbre d'entrée de la boite de vitesses. Lors de la manoeuvre de l'embrayage, pour désengager celui-ci, on desserre les garnitures de frottement 131,132 en sorte qu'en position embrayage désengagé celles-ci ne sont pas en contact avec lesdits plateaux de pression et de réaction. Lorsque l'on réengage l'embrayage les garnitures 131,132 sont serrées élastiquement progressivement entre lesdits plateaux. Ce serrage progressif est dû ici en majeure partie aux pales tripodes 771 et plus particulièrement grâce à leurs zones périphériques de portée 723 et au pied 724. Ces pales 771 ont une forme de tripode avec trois zones planes de portée ou d'appui respectivement 723 et 722. La zone plane centrale 722 est en contact avec la garniture de frottement 132 associée au plateau de pression et sert à la fixation de ladite garniture 132. Cette zone 722 se rétrécit en direction de la périphérie externe du disque porte-garnitures. Les zones 723 s'étendent périphériquement de part et d'autre de la zone centrale 722. Elles ont une forme globalement triangulaire et sont raccordées à la zone 722 par des plis obliques 721, symétriques par rapport à l'axe radial de symétrie de la pale 771. Ces plis 721 sont obliques axialement et inclinés radialement. Les zones 723 et 722 sont décalées axialement en étant parallèles entre elles. Plus précisément les zones 723 sont propres à venir en contact avec la garniture de frottement 131 associée au plateau de réaction de l'embrayage. Ici elles s'étendent dans le plan de la partie centrale 16. La zone centrale 722 se raccorde à la partie centrale 16 par un pli d'orientation tangentielle 724 ou pli longitudinal perpendiculaire ici à l'axe de symétrie radial de la pale. Ce pli 724, oblique axialement, forme le pied de la pale et permet un décalage axial de la zone 722 par rapport à la partie centrale 16. Ainsi lors de l'écrasement des garnitures 131,132 les zones 723 se déforment axialement. On notera que les plis 724 sont d'une grande largeur et donc très robustes. Des fentes verticales 224 séparent les pales 771 des languettes 772. Ces fentes débouchent à la périphérie externe du disque porte-garnitures et ont une extrémité interne fermée, de forme circulaire, pour raccordement aux plis 724 et à la partie centrale 16. Les pales 771 cambrées ont une étendue circonférentielle réduite par rapport à celle de l'art antérieur, en sorte que les languettes 772 ont une largeur circonférentielle voisine de celle des pales 771 suivant une caractéristique de l'invention. Les portées d'appui pour chaque garniture sont ainsi les plus proches possibles. Ceci est réalisé dans le but de conserver le maximum d'appui pour les garnitures de frottement 131,132 avec des distances entre appui les plus faibles possible. Il y a ainsi multiplication du nombre de pales. Le disque de friction ayant une grande taille, il s'agit ici d'implanter au moins deux rangées d'organes de fixation 47, tels que les rivets précités, des vis ou des boulons, pour les garnitures de frottement 131,132 et donc de doter au moins certaines pales 771 d'au moins deux trous de passage 19 pour lesdits organes de fixation. Ainsi suivant l'invention, un disque portegarnitures du type sus-indiqué est caractérisé en ce que la zone centrale 722 d'au moins certaines pales tripodes 771 est prolongée centralement (en 725) radialement vers l'intérieur à la faveur d'une découpe 726 affectant le pli longitudinal 724 et en ce que ledit prolongement 725 est doté d'un trou 19 supplémentaire pour le passage d'un organe de fixation 47, ici d'un rivet 47. La surface d'appui pour la garniture 132 est ainsi augmentée. Comme visible à la figure 2, un autre trou de passage 19 est implanté à la périphérie externe de la zone centrale 722 et de la pale 771. Ainsi les trous 19, situés dans le même plan, sont séparés radialement d'une distance notable et sont ici implantés radialement sur l'axe de symétrie de la pale 771. Suivant une caractéristique, les languettes 772 sont à l'image des pales 771 et comportent donc ici une zone centrale 823, dans le plan de la partie centrale 16, et deux zones périphériques de portée 822 de part et d'autre de ladite zone centrale 823. Un pli 821, oblique axialement et incliné radialement, raccorde chaque zone 822 à la partie périphérique de la zone centrale 823. Les zones 822 sont décalées axialement en direction des zones centrales 722 des pales 771. Deux trous de passage 19 dans le même plan sont prévus dans la zone centrale 823. Ces trous 19 sont radialement alignés sur l'axe de symétrie radial de la languette 772, en étant implantés sur les mêmes circonférences que les trous 19 des pales 771. Pour certaines languettes 772, ces trous sont alignés avec un trou de passage 119 pour la fixation, à la figure 1 par rivetage, de la partie centrale 16 au voile 4 rapporté lui-même par rivetage sur une bride du moyeu 3. Bien entendu en variante, représenté en pointillés à la figure 2, les languettes 772 pourraient être remplacées par une seconde série de pales tripodes cambrées, de forme analogue aux pales 771, avec un pli longitudinal raccordant la zone centrale à la partie centrale 16 du disque porte-garnitures. Ici la découpe 726 selon l'invention a une forme de V à fond arrondi, la pointe du V étant dirigée vers l'axe du disque de friction (vers l'axe de la partie centrale 16). Le prolongement 725 a donc la forme d'un V arrondi. Il constitue une patte orientée globalement radialement comme dans les autres figures illustrées ciaprès. Cette découpe affecte le pli 724 ainsi que localement une faible partie la zone centrale 722 et la partie centrale 16. Le pli 724 est donc dédoublé, ce qui améliore le serrage progressif précité. Ce pli 724 a une bonne tenue mécanique malgré la découpe selon l'invention. On notera que le prolongement 725 a une zone d'enracinement, à la zone centrale 722, évasée. Gracie à cette zone d'enracinement les amorces de rupture sont réduites. L'axe radial de symétrie de la découpe 726 est confondu avec l'axe radial de symétrie de la pale 771. A la figure 3, certaines au moins des languettes 972 présentent à leurs extrémités libres, à la faveur d'un pli de raccordement 931, une zone de portée 932 décalée axialement en direction des zones centrales 922 des pales tripodes 971. L'extrémité libre de la languette 972 est rétrécie circonférentiellement. Les languettes 972 ont une forme effilée à leur périphérie externe, tandis que centralement elles sont plus larges circonfêrentiellement. Ces languettes se rétrécissent en direction de la partie centrale 16, dans le plan de laquelle est située la partie principale de la languette 972. Les fentes 324, séparant les languettes 972 des pales 971, ont donc une forme tortueuse avec à leur périphérie interne une partie verticale se raccordant à une partie inclinée débouchant à la périphérie externe des pales 971. Les zones de portée périphérique 923 des pales 971 se raccordent par des plis inclinés 921 à la zone centrale 922, chaque pale ayant globalement la forme d'un T et présentant un pli longitudinal 924 affecté par une découpe 926 comme à la figure 2. Les découpes 926 ont ici une forme de U dont les extrémités des branches ont une forme circulaire et sont implantées dans la zone centrale 922. Le prolongement 925 a donc la forme d'un U avec une zone d'enracinement - à la zone centrale 922 rétrécie, le fond du U étant dirigé vers l'axe de l'ensemble (vers l'axe de la partie centrale 16). Bien entendu à la figure 4 les découpes 1026 peuvent avoir la forme d'un U ainsi que les prolongements 1025. Dans cette figure, les pales tripodes 1071 à plis inclinés 1021 et plis longitudinaux 1024, alternent circonférentiellement régulièrement avec des languettes 1072 à l'image des pales 1071 comme dans la figure 2 c'est-à-dire avec des zones de portée périphérique 1122 et des plis inclinés 1131. Dans ce cas, la périphérie externe des languettes 1072 est élargie circonférentiellement, tandis que la périphérie externe des pales 1071 est bombée, les fentes de séparation 424 ayant une forme tortueuse. On notera que dans les figures 2 à 4, les languettes offrent au moins une zone de portée supplémentaire. Ainsi lors de l'écrasement des garnitures 131,132 la ou les zones respectivement 932-822-1122 sont propres à venir en contact avec la garniture 132 pour offrir ainsi une réaction. Lesdites zones constituent donc des zones de stabilisation s'étendant ici dans le plan de la zone centrale 722 grâce aux plis précités 931-821-1131. En variante ces zones peuvent être légèrement en retrait par rapport aux zones centrales. Ainsi la garniture 131 reste bien plane. Ainsi on obtient un disque porte-garnitures avec à sa périphérie externe de grandes zones de portée réduisant les phénomènes d'incrustation et de broutement car les garnitures de frottement 131,32 restent dans un plan bien parallèle. Le disque porte-garnitures et donc le disque de friction peuvent ainsi tourner à grande vitesse tout en suivant le mouvement de mise en cône des plateaux de pression et de réaction. Les usures des garnitures sont encore mieux réparties. On appréciera que les plis 724-924-1024-931-921821-1131-1021 donnent une bonne stabilité au disque porte-garnitures, ce qui permet d'avoir un bon contact des garnitures de frottement avec les plateaux de pression et de réaction, ce qui réduit les usures des garnitures de frottement. On appréciera que le bon équilibre du disque de friction et la bonne planéité de ses garnitures de frottement notamment dûs à la répartition régulière des trous de fixation 19 et à leur position sur l'axe de symétrie des languettes et des pales tripodes. Ici en position embrayage engagé (garnitures 131,132 serrées) un espace existe entre les deux garnitures 131,132, en sorte que les pales 771-971-1071 ne sont pas totalement écrasées pour permettre auxdites garnitures de s'adapter à la forme des plateaux de pression et de réaction. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit. En particulier les pales tripodes peuvent avoir une autre forme telle celle décrite dans le susmentionné document FR92 08710. De même les garnitures de frottement 131,132 peuvent être fractionnées. En variante chaque garniture peut comporter une couronne de support continue et ajourée pour fixation de plots de frottement comme décrit dans le susmentionné document FR92 08710. Les plis longitudinaux 724-924-1024 peuvent ne pas constituer à eux seuls le pied des pales, un bout des pieds raccordant les plis à la partie centrale du disque. On peut rajouter une bande de collage s'étendant radialement d'un trou 19 à un autre pour parfaire la fixation des garnitures de frottement. Dans le cas où la taille radiale des languettes et des pales le permet, on peut ajouter au moins un autre trou de passage 19 pour encore un organe supplémentaire de fixation. Bien entendu certaines pales et/ou languettes peuvent être dépourvues d'un trou de passage supplémentaire 19 et donc d'un prolongement selon l'invention. On peut réaliser toutes les combinaisons possibles. Par exemple à la figure 2, les languettes 772 peuvent être pourvues d'un seul trou 19 implanté centralement dans la languette 772. La partie centrale 16 peut être fractionnée en bandes 116, comme visible à la figure 5, dotée de pales 771 et de languettes 772 comme à la figure 2. Chaque pale 771 est d'un seul tenant avec la bande 116 en forme de secteur annulaire. Cette bande 116 relie une pale 771 à une languette 772 et comporte deux trous 229 pour sa fixation au voile 4, ici par rivetage. A la figure 6, la partie centrale 16 est fractionnée en bandes 226 avec des oreilles à chacune de leurs extrémités circonférentielles. Les oreilles sont dotées de trous 229 et se recouvrent d'une languette 1072 à une pale 1071 consécutive. Les bandes 226 sont fixées au voile 4 par rivetage à la faveur des trous 229. Dans les figures 5 et 6, c'est le voile 4 qui relie entre elles les bandes 116,226. La partie centrale est ainsi en deux parties, à savoir les bandes 116,226 et le voile 4. REVENDICATIONS 1- Disque porte-garnitures propre à la constitution d'un disque de friction, notamment pour véhicule automobile, du genre comportant une partie centrale (16) et une partie périphérique fractionnée en au moins une série de pales radiales du type tripode (771-971-1071), dans lequel lesdites pales présentent, à la faveur de plis (721), une zone centrale de portée (722-922-1022) et deux zones périphériques de portée (723-923-1023) de part et d'autre de ladite zone centrale, lesdites zones périphériques étant decalées axialement par rapport à ladite zone centrale, et dans lequel ladite zone centrale de portée, d'une part, comporte au moins un trou (19) pour le passage d'un organe de fixation (47), et, d'autre part, se raccorde à la partie centrale (16) du disque porte-garnitures par un pied comportant une zone inclinée, sous forme d'un pli longitudinal (724-924-1024) perpendiculaire à l'axe de symétrie radial d'une dite pale, caractérisé en ce que la zone centrale (722-922-1022) d'au moins certaines pales tripodes (771-971-1071) est prolongée centralement (en 725-925-1025) radialement vers l'intérieur à la faveur d'une découpe (726-926-1026) affectant le pli longitudinal (724-924-1024) et en ce que ledit prolongement (725-925-1025) est doté d'un trou supplémentaire (19) pour le passage d'un organe de fixation (47). 2- Disque porte-garnitures selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits prolongements (725-9251025) sont en forme de pattes s'étendant globalement radialement. 3- Disque porte-garnitures selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les découpes (726-926-1026) affectent localement ladite zone centrale (722-922-1022). 4- Disque porte-garnitures selon la revendication 3, caractérisé en ce que les découpes (726) ont globalement la forme d'un V à fond arrondi, la pointe du V étant dirigée vers l'axe de la partie centrale (16). 5- Disque porte-garnitures selon la revendication 3, caractérisé en ce que les découpes (926-1026) ont une forme de U, dont le fond est dirigé vers l'axe de la partie centrale (16). 6- Disque porte-garnitures selon la revendication 5, caractérisé en ce que le prolongement (925) a la forme d'un U avec une zone d'enracinement, à ladite zone centrale, rétrécie. 7- Disque porte-garnitures selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'axe radial de symétrie des découpes (726-926-1026) est confondu avec l'axe de symétrie radial des pales tripodes (771-971-1071). 8- Disque porte-garnitures selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les pales tripodes (771-1071) alternent circonférentiellement avec des languettes (772-1072) à l'image desdites pales, en sorte que lesdites languettes présentent une zone centrale (823-1023) dans le plan de la partie centrale (16) et deux zones périphériques de portée (822-1122) de part et d'autre de ladite zone centrale (823-1023). 9- Disque porte-garnitures selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les pales tripodes (1071) alternent circonférentiellement avec des languettes (972) présentant à leurs extrémités libres à la faveur d'un pli de raccordement (931), une zone de portée (932) décalée axialement en direction des zones centrales (922) des pales tripodes (971) associées.