Brevet FR2708062A1 — publié le 19950127

L'invention se rapporte à un embrayage à friction, en particulier pour des véhicules automobiles, composé d'une partie menante sous la forme d'une contre-plaque de pressage, d'une plaque de pressage susceptible d'être déplacée axialement par rapport à la contre-plaque de pressage, mais solidaire en rotation avec celle-ci, d'un disque d'embrayage qui présente des garnitures de friction et qui peut être serré entre les deux plaques de pressage; le disque d'embrayage est agencé solidairement en rotation sur un arbre menant et il est pourvu le cas échéant d'un élément amortisseur de charge et/ou un élément amortisseur de course morte, et il est prévu des éléments de pressage pour le disque d'embrayage et/ou pour les éléments amortisseurs. On connaît déjà des embrayages à friction de ce type (par exemple DE- OS 40 31 762, DE-OS 40 40 592), dans lesquels les disques d'embrayage sont pourvus de dispositifs d'amortissement à torsion entre le côté menant et le côté mené afin d'amortir des oscillations de torsion dans la ligne de transmission. Ces dispositifs d'amortissement de torsion peuvent être réalisés à un ou à plusieurs étages, chaque étage d'amortissement étant en règle générale composé par un montage en parallèle d'un accumulateur à ressort (raideur) avec un dispositif à friction (amortissement). Les dispositifs à friction sont basés sur le principe de la friction de Coulomb (friction solide), c'est-à-dire que le couple de friction est réglé au moyen du déplacement relatif entre un élément de friction et le côté menant et/ou mené du disque d'embrayage. Le couple de friction est très largement indépendant de la vitesse relative entre les éléments de friction coopérants. L'amplitude du couple de friction produit dépend, outre du coefficient de friction et du rayon de friction, de l'amplitude de la force de pressage de l'élément de friction sur l'élément de friction associé. Cette force est habituellement produite au moyen d'un accumulateur à ressort, par exemple un ressort à plateau ou un ressort annulaire. L'amplitude de la force de pressage est déterminée par la courbe caractéristique force/course, et par conséquent par le montage des ressorts, elle est par conséquent soumise aux tolérances de fabrication de tousles composants qui déterminent l'emplacement du montage, ainsi que de la flexibilité des éléments en tôle en raison de la force élastique. Pour ces raisons, on peut simplement réaliser pour le couple de friction une plage de tolérance relativement large. De plus, outre la production de la force de pressage pour le dispositif à friction, le ressort sert fréquemment à produire la précontrainte axiale du côté menant et du côté mené du disque d'embrayage. L'objectif de l'invention est de réaliser un embrayage à friction dans lequel, avec la même géométrie du dispositif à friction, on peut réaliser des couples de frictions différents prédéterminables. Conformément à l'invention, c'est objectif est atteint par le fait que l'on prévoit comme élément de pressage au moins un aimant permanent et/ou au moins un système magnétique et/ou au moins un circuit magnétique que l'on peut mettre sous tension électrique. Avec cette réalisation, il est avantageux que la production de la force de pressage nécessaire pour un dispositif à friction soit réalisée par l'intermédiaire d'un aimant permanent ou d'un système magnétique ou encore d'un circuit magnétique. Ce principe offre différents avantages, par le fait que lon peut régler de façon calculée l'induction au point de travail de l'aimant et par conséquent le couple de friction grâce au degré d'aimantation, ou encore que le couple de friction est indépendant de l'espace de montage du dispositif à friction et qu'il n'est par conséquent soumis qu'à un faible nombre de tolérances de fabrication, et qu'il peut par conséquent être réglé dans des limites sensiblement plus étroites. I1 est en outre avantageux que la possibilité de réaliser des couples différents par la variation de la force de pressage pour le dispositif de friction ne soit plus liée à l'emploi de ressorts différents (variation en gradins), mais qu'elle puisse simplement être atteinte au moyen de degrés d'aimantation différents (avec possibilité de variation continue). Le réglage, ou l'adaptation, des couples de friction peut ainsi être exécuté plus rapidement et plus économiquement. Il est en outre avantageux que grâce à l'intégration d'un circuit de réglage dans le processus de montage des disques d'embrayage on peut détecter des déviations de la valeur de régulation constituée par le couple de friction réel par rapport à la valeur pilote constituée par le couple de friction de consigne. Au moyen d'une correction correspondante du degré d'aimantation du système magnétique, on minimise ainsi ces écarts. On peut ainsi limiter dans la plus large mesure les effets sur le couple de friction des dispersions de production qui se produisent en pratique. D'autres développements de l'invention sont exposées dans la suite de la présente description. Grâce au choix du matériau magnétique permanent on peut réaliser des couples de friction tout à fait différents. Ceci permet de réaliser un système modulaire ou du type "jeu de construction" dans lequel on peut équiper un dispositif de friction avec des matériaux magnétiques de qualités différentes, et ce dispositif peut alors présenter simultanément des degrés d'aimantation différents. Pour la configuration et l'agencement d'un dispositif de friction magnétique à l'intérieur d'un amortisseur d'embrayage à torsion il existe différentes possibilités de variantes. Un dispositif magnétique à friction est constitué en principe d'au moins un élément de friction et d'aimants permanents et il comprend éventuellement également une bague de pression, qui peut avoir différentes fonctions (fixation de l'élément de friction et/ou de l'aimant dans le disque d'embrayage, sécurité anti-rotation, vis-à-vis du côté menant ou mené, isolation, fonction en tant que pièce de guidage de flux dans le circuit magnétique). De plus, on peut intégrer de façon avantageuse une ou plusieurs pièces de guidage de flux en matériau à basse coercitivité. En cas de besoin, les fonctions individuelles de plusieurs composants peuvent être regroupées dans un composant unique, par exemple la fonction d'élément de friction et de bague de pressage. L'élément de pressage avec ses aimants peut alors assurer la concordance axiale entre le porte- garniture et le moyeu, et la bague de palier sur le diamètre intérieur du porte-garniture assure la concordance radiale. Il est ici naturellement également possible de prévoir l'élément de pressage et l'aimant entre la tôle de protection et le moyeu. Des modes de réalisation préférés sont représentés sont représentés schématiquement dans les dessins. Ceux-ci montrent: figs. 1 à 5 une représentation schématique d'agencements de principe d'éléments de pressage; fig. 6 un mode de réalisation d'un embrayage à friction avec un élément de pressage magnétique, en coupe; fig. 7 un exemple de réalisation d'un embrayage à friction selon la fig. 5. A la fig. 1, on a représenté schématiquement un système magnétique dans lequel la production du couple de friction est assurée au moyen d'un étage à friction. Le flux magnétique se produit depuis le côté mené, l'aimant 5 étant relié solidairement en rotation au côté menant. Le système magnétique, ou l'aimant, peut être situé à l'intérieur ou à l'extérieur de l'élément amortisseur à torsion de l'embrayage. La force magnétique sert ici exclusivement à produire un couple de friction. A la fig. 2 on a représenté également un système magnétique dans lequel la production du couple de friction est assurée par un étage de friction unique, le flux magnétique étant assuré depuis le côté menant. Dans cet exemple de réalisation l'aimant 5 est relié solidairement en rotation avec le côté mené. A la fig. 3 on a représenté schématiquement un principe dans lequel plusieurs systèmes magnétiques 5, 5 participent à la production du couple de friction de l'étage de friction. Dans ce mode de réalisation, le flux magnétique est assuré depuis le côté mené, tandis que l'aimant est relié solidairement en rotation au côté menant. Par ailleurs, on a représenté à la fig. 4 une réalisation à laquelle participe un système magnétique 5; le flux magnétique est produit depuis le côté menant et l'aimant est relié solidairement en rotation avec le côté menant. A la fig. 5, on a représenté un système magnétique dans lequel le flux magnétique est assuré à la fois du côté menant et du côté mené. Ici, l'aimant 5 est agencé en rotation libre entre le côté menant et le côté mené. La force magnétique sert ici non seulement exclusivement à produire le couple de friction mais également en supplément à assurer le serrage entre le côté menant et le côté mené du disque d'embrayage. On se référera ici à la fig. 7 qui montre un mode de réalisation concret de la fig. 5. Le porte-garniture 1 avec ses garnitures de friction 13 est agencé d'un côté du moyeu 3, et la tôle de protection 2 sur le côté opposé. Les deux sont reliés solidairement en rotation l'un à l'autre et maintenus à distance. Le dispositif d'amortissement en charge 14 comporte des ressorts hélicoïdaux qui sont disposés dans des fenêtres du moyeu 3 et du porte-garniture 1, ou de la tôle de protection 2 respectivement. Dans la région radiale intérieure du porte-garniture 1 et du moyeu 3 est agencé un élément de pressage 12 avec un aimant 5 qui agit en tant qu'élément amortisseur. Lors d'une rotation relative du porte-garniture 1, ou de la tôle de protection 2, par rapport au moyeu 3, une force de friction est produite en dépendance du rayon de friction, du coefficient de friction et de la force d'attraction. Simultanément, on obtient une concordance axiale entre le porte-garniture 1 et le moyeu 3, grâce à laquelle d'éventuelles tolérances de fabrication sont sans effet sur la force de friction. En outre, la bague de palier 10 assure une friction de base faible et un guidage sûr du porte-garniture 1 et de la tôle de protection 2 par rapport au moyeu 3. Un mode de réalisation concret est représenté à la fig. 6, qui correspond dans son principe à l'agencement de la fig. 3. Dans le mode de réalisation de la fig. 6, on utilise deux systèmes magnétiques 5 qui sont agencés des deux côtés du moyeu 3. Les systèmes agissent sur le moyeu 3 et sont reliés solidairement en rotation au porte-garniture 1 (appelé également disque d'entraînement) et à la tôle de protection 2 respectivement. La force magnétique est utilisée pour produire le couple de friction. Le côté menant et le côté mené de l'embrayage sont légèrement précontraints l'un contre l'autre par l'intermédiaire de la bague de palier 10, de la douille d'espacement 8 et du ressort annulaire 9. Puisque ceci doit servir uniquement à la fixation du moyeu entre le porte-garniture et la tôle de protection, on minimise la friction de base qui se produit ici en utilisant des matières plastiques à faibles coefficients de friction pour la bague de palier 10 et pour la douille d'espacement 8, et une force plus faible du ressort annulaire 9 dans la position de montage, en choisissant simultanément une courbe caractéristique plate pour le ressort. Grâce à la réalisation du système magnétique en tant que circuit magnétique fermé, la dispersion du flux magnétique est gardée faible, c'est-à-dire que le flux utile est important par rapport au flux total. Ceci mène à une multiplication des forces magnétiques par rapport à des systèmes ouverts, comme représentés par exemple aux figs. 1 à 5. Le système magnétique de la fig. 6 est constitué par les aimants annulaires 5, la douille 7 de guidage de flux, la bague isolante 6 et le godet magnétique 4. Les éléments individuels sont assemblés les uns aux autres par pressage et/ou par collage; l'aimant annulaire 5 est appliqué sans intervalle et en affleurement sur la douille de guidage 7. Le godet 4 sert simultanément de corps isolant pour le circuit magnétique et d'élément de friction. Le corps isolant est réalisé par exemple en polyamide avec une résistance élevée à l'usure, dans la composition désirée qui détermine le coefficient de friction, et il est empêché de tourner vis-à-vis du disque porte-garniture 1, et de la tôle de protection 2, au moyen de plusieurs doigts 16. Le flux magnétique est dévié de manière calculée vers le moyeu 3 au moyen des aimants 5 et de la douille de guidage 7. Toutes les sections transversales qui participent au guidage du flux magnétique sont choisies de telle manière qu'il ne peut se produire aucune saturation magnétique des matériaux. On évite de cette manière une déviation importante du flux magnétique à travers l'air et on réduit le trajet que le champ magnétique doit parcourir dans lair à l'entrefer de travail. L'induction au point de travail de l'aimant et ainsi le couple de friction que l'on peut atteindre dépend de la longueur de l'entrefer qui doit par conséquent être maintenu aussi faible que possible. L'intervalle prévu pour des raisons de construction est choisi aussi important que l'épaisseur habituelle d'usure du dispositif à friction sur la durée de vie du disque d'embrayage, et il diminue par conséquent tout au long de la durée de vie. Le point de travail du système magnétique se déplace alors vers la droite sur la courbe de désaimnantation. Le réglage du point de travail du dispositif à friction a lieu après l'assemblage du système magnétique et avant le montage dans le disque d'embrayage. Ceci peut se produire par exemple de telle manière que le circuit magnétique est tout d'abord aimanté entièrement jusqu'à saturation. Il est ensuite stabilisé, c'est-à-dire par exemple par chauffage au-delà de la température de service du dispositif à friction et désaimanté d'un certain pourcentage, afin d'éviter en service une désaimantation irréversible en raison des influences de température. Après la stabilisation, on effectue le calibrage par désaimantation jusqu'au point de travail désiré. En utilisant un dispositif de réglage au cours du processus de montage du disque d'embrayage on peut calculer et régler le point de travail désiré de façon individuelle à partir de l'écart de réglage entre le couple de friction mesuré et le couple de friction de consigne. Les pertes de température réversibles en service du dispositif de friction peuvent être compensées à aide d'un élément de compensation (circuit magnétique annexe) monté en parallèle de l'entrefer actif avec un coefficient de température inverse. On notera également les particularités ou variantes suivantes: - l'élément de pressage 12 est agencé dans la région de la plaque de pressage 1; - au moins un élément amortisseur de charge 14 et/ou au moins un élément amortisseur de course morte est sollicité par au moins un élément de pressage 12; - la force de pressage de l'élément de pressage 12 peut être produite par aimantation de l'un des éléments de l'embrayage, réalisé en une matière magnétique; - l'élément de pressage 12 est pourvu d'au moins une pièce de guidage de flux en matériau à basse coercitivité, afinm d'influencer le flux magnétique; - un élément de pressage 12 est intégré dans l'un au moins des éléments de l'embrayage; - l'élément de pressage 12 agit en direction périphérique en tant qu'élément amortisseur; - il est prévu un élément de pressage 12 qui est agencé entre le moyeu 3 et de préférence le porte-garniture 1 (plaque de pressage); - le porte-garniture 1 (plaque de pressage) est pourvu d'une bague de palier 10 sur son diamètre intérieur, et il est monté par l'intermédiaire de cette bague sur le moyeu 3. Revendications 1. Embrayage à friction, en particulier pour véhicules automobiles, comprenant une partie menante sous la forme d'une contre-plaque de pressage, une plaque de pressage susceptible d'être déplacée axialement par rapport à la contre-plaque de pressage, mais agencée solidairement en rotation, un disque d'embrayage (1) qui peut être serré entre les deux et présentant des garnitures de friction (13), ledit disque d'embrayage étant agencé solidairement en rotation sur un arbre mené (3) et étant pourvu le cas échéant d'un amortisseur de charge et/ou un amortisseur de course morte (14), des éléments de pressage étant prévus pour le disque d'embrayage et/ou les éléments d'amortissement, caractérisé en ce qu'il est prévu en tant qu'élément de pressage (12) au moins un aimant permanent (5) et/ou au moins un système magnétique et/ou au moins un circuit magnétique qui peut être mis sous tension électrique. 2. Embrayage à friction selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de pressage (12) est agencé dans la région de la plaque de pressage (1). 3. Embrayage à friction selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins un élément amortisseur de charge (14) et/ou au moins un élément amortisseur de course morte est sollicité par au moins un élément de pressage (12). 4. Embrayage à friction selon la revendication 1, caractérisé en ce que la force de pressage de l'élément de pressage (12) peut être produite par aimantation de l'un des éléments de l'embrayage, réalisé en une matière magnétique. 5. Embrayage à friction selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de pressage (12) est pourvu d'au moins une pièce de guidage de flux en matériau à basse coercitivité, afin d'influencer le flux magnétique. 6. Embrayage à friction selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un élément de pressage (12) est intégré dans l'un au moins des éléments de l'embrayage. 7. Embrayage à friction selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de pressage (12) agit en direction périphérique en tant qu'élément amortisseur. 8. Embrayage à friction selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il est prévu un élément de pressage (12) qui est agencé entre le moyeu (3) et de préférence le porte-garniture (1). 9. Embrayage à friction selon la revendication 8, caractérisé en ce que le porte-garniture (1) est pourvu d'une bague de palier (10) sur son diamètre intérieur, et en ce qu'il est monté par l'intermédiaire de cette bague sur le moyeu (3).