Brevet FR2733289A1 — publié le 19961025

L'invention se rapporte à un embrayage à friction pour un véhicule automobile, comprenant une masse d'inertie en liaison fonctionnelle avec le vilebrequin d'un moteur à combustion interne et présentant une surface de friction annulaire, un carter d'embrayage fixé à la masse d'inertie, un plateau de pression disposé de manière fixe en rotation mais axialement mobile dans le carter d'embrayage et présentant une surface de friction annulaire sensiblement axialement en regard de la surface de friction de la masse d'inertie, et un ressort d'embrayage destiné à la sollicitation, par une force axiale, du plateau de pression en direction de la masse d'inertie avec interposition d'un disque d'embrayage à anneaux de garniture de friction, qui sont liés de manière fixe en rotation à un moyeu, le cas échéant par l'intermédiaire d'un dispositif amortisseur de torsion. Un tel embrayage à friction est divulgué, par exemple, par le document DE-OS 23 02 808. Dans le cas de cet état de la technique, sont prévus deux anneaux de garniture de friction, qui sont rivetés à un support, ceci dans la zone des surfaces de friction du volant moteur et du plateau de pression. Un tel mode de construction impose d'emblée que les anneaux de garniture de friction ne peuvent être usés que jusqu'à ce que la surface de friction du plateau de pression et du volant moteur vient s'appuyer sur les têtes des rivets. Le restant des anneaux de garniture de friction doit être éliminé sans être utilisé. Il en résulte des coûts élevés, parce que les anneaux de garniture de friction constituent une part importante du coût de l'ensemble du disque d'embrayage. Le but de la présente invention consiste à concevoir un disque d'embrayage sur lequel sont fixés par rivetage, des anneaux de garnitures de friction, de manière à disposer d'un volume d'usure le plus grand possible, et de façon à ce que le volume résiduel après la durée de vie normale, soit le plus faible possible. Conformément à l'invention, ce but est atteint grâce au fait qu'il est prévu un support, qui est lié de manière fixe en rotation au moyeu, qui s'étend à partir du moyeu radialement vers l'extérieur, jusque dans la zone des surfaces de friction, et qui comporte de chaque côté un anneau de garniture de friction présentant des surfaces de friction conjuguées correspondantes, les deux anneaux de garniture de friction présentant sur leur étendue radiale, une épaisseur de matériau sensiblement constante, et s'étendant, au moins dans une direction radiale, au-delà des surfaces de friction, en étant fixés par rivetage, dans cette zone, au support. Grâce au déplacement des zones de fixation dans la direction radiale, en-dehors des surfaces de friction, il est possible de prévoir des anneaux de garniture de friction présentant une épaisseur de matériau, qui d'emblée est égale, ou tout au plus très légèrement supérieure à l'usure admissible. Cela permet d'abaisser sensiblement le moment d'inertie de masse du disque d'embrayage, parce que les garnitures de friction présentent la plus grande distance à l'axe de rotation. Par ailleurs, le coût de la fabrication du disque d'embrayage peut être considérablement réduit, parce que les anneaux de garniture de friction sont d'une fabrication simple et présentent un volume relativement réduit. En outre, les surfaces de friction conjuguées des anneaux de garniture de friction sont conçues de manière à ne présenter aucune interruption sur la totalité de leur surface utile, ce qui profite aussi bien à la stabilité qu'au volume d'usure. Selon une autre caractéristique de l'invention, il est avantageux que le support soit constitué de ressorts de garniture individuels répartis sur la périphérie, qui présentent des pattes orientées dans la direction périphérique, dans les surfaces de friction, ainsi que des talons s'étendant sensiblement dans la direction radiale, qui réalisent la liaison au moyeu ou à l'amortisseur de torsion, des trous de rivet étant prévus au moins dans des languettes faisant saillie radialement des pattes et s'étendant radialement jusqu'en-dehors des surfaces de friction. Grâce à l'utilisation de ressorts de garnitures, d'une part il est possible de réaliser une élasticité axiale entre les deux anneaux de garniture de friction, ce qui entre autres améliore considérablement le confort de démarrage, et d'autre part, il est possible d'agencer par une mise en oeuvre supplémentaire très réduite, des pattes destinées à recevoir des trous de rivet. Dans le talon des ressorts de garniture, il est également possible de prévoir avantageusement un trou de rivet, de sorte que tout au moins pour ce trou de rivet, une patte supplémentaire est inutile. Comme le plateau de pression et la masse d'inertie présentent, dans la zone o les anneaux de garniture de friction s'étendent radialement audelà des surfaces de friction, des évidements, les évidements débouchant sur les surfaces de friction par l'intermédiaire de parties obliques à angle obtus, il est possible de conserver la sécurité de fonctionnement de l'embrayage à friction, notamment dans l'optique d'une phase de desserrage du disque, même lorsque l'usure augmente. Dans ce cas, les arêtes sont cassées dans la zone du raccordement des parties obliques aux surfaces de friction. Cette mesure permet de réduire d'une manière particulièrement simple, l'effet d'entaille entre la zone partiellement usée de l'anneau de garniture de friction, et la zone soumise à l'usure. Par ailleurs, il est avantageux dans l'optique de l'invention que le support soit réalisé sous forme de pièce plane en tôle, sur laquelle sont agencés des deux côtés, des anneaux de garniture de friction, des rivets reliant, radialement à l'intérieur et/ou radialement à l'extérieur des projections des surfaces de friction, l'un et respectivement l'autre des anneaux de garniture de friction, au support. Dans un tel mode de construction, aussi bien la mise en oeuvre sur le plan de la fabrication, que le moment d'inertie de masse sont avantageusement très bas. Selon une autre configuration avantageuse, chaque anneau de garniture de friction présente, de manière décalée dans la direction périphérique, par rapport aux ouvertures de fixation, des évidements, et les deux anneaux de garniture de friction sont disposés en étant décalés l'un par rapport à l'autre dans la direction périphérique, de manière telle, que chaque rivet repose avec sa tête de pose sur le côté extérieur de l'un des anneaux de garniture de friction, traverse avec sa tige l'ouverture de fixation et le trou de rivet, repose avec sa tête de fermeture sur le côté du support opposé à celui en regard de l'anneau de garniture de friction, et est disposé dans l'évidement de l'autre anneau de garniture de friction. Une telle configuration permet le rivetage simple par la mise en appui de la tête de pose sur le côté extérieur de l'anneau de garniture de friction, et le rivetage sur le côté opposé, ce mode de fixation étant également tout particulièrement recommandé lorsque les ouvertures de fixation dans l'anneau de garniture de friction sont réalisées en tant que fentes ouvertes dans la direction radiale. Dans la suite l'invention va être explicitée plus en détail au regard d'exemples de réalisation représentés sur les dessins annexés, qui montrent: Fig. 1 la moitié supérieure d'une coupe longitudinale d'un embrayage à friction; Fig. 2 une coupe partielle d'anneaux de garniture de friction usés conformes à la figure 1; Fig. 3 une coupe partielle d'anneaux de garniture de friction montés de manière élastique dans la direction axiale; Fig. 4 vue partielle d'un anneau de garniture de friction comportant des ouvertures de fixation ouvertes radialement vers l'intérieur; Fig. 5 et 6 vue en plan de deux supports différents, sous la forme de ressorts de garniture; Fig. 7 à 9 vues partielles de différents anneaux de garniture de friction. La figure 1 montre le principe du mode de construction d'un embrayage à friction 1. Celui-ci est composé d'une masse d'inertie 2, qui dans le cas présent est fixée à un vilebrequin non représenté, d'un moteur à combustion interne, par l'intermédiaire d'un disque 3. Il est évident que la masse d'inertie 2 peut être reliée de manière non décrite plus en détail, par l'intermédiaire d'un dispositif amortisseur de torsion, à une autre masse d'inertie qui est fixée directement à un vilebrequin. A la masse d'inertie 2 est fixé un carter d'embrayage 5, qui comprend un plateau de pression 6, qui est lié de manière fixe en rotation, mais axialement mobile au carter d'embrayage 5, par exemple par l'intermédiaire de lames de ressort tangentielles. Par ailleurs, le carter d'embrayage 5 renferme un ressort-diaphragme 8, qui d'une part s'appuie sur le carter d'embrayage 5 par l'intermédiaire de tenons-entretoises 9, et d'autre part repose sur le plateau de pression 6 en sollicitant celui-ci avec une force en direction de la masse d'inertie 2. Le plateau de pression 6 et la masse d'inertie 2 sont pourvus de surfaces de friction 4 et 7 de forme annulaire, qui sont sensiblement alignées axialement l'une sur l'autre. Entre le plateau de pression 6 et la masse d'inertie 2, peuvent être serrés les anneaux de garniture de friction 16 d'un disque d'embrayage 10. Le disque d'embrayage 10 présente une liaison fixe de rotation entre les anneaux de garniture de friction 16 et le moyeu, qui est disposé de manière fixe en rotation sur un arbre de boite de vitesses. Cette liaison fixe de rotation comprend, dans le cas présent, un support 13 entre lequel et le moyeu 11 est prévu, en outre, un amortisseur de torsion 12. Le support 13 est relié, dans sa zone radialement intérieure, à une pièce de l'amortisseur de torsion 12, ou bien cette pièce de l'amortisseur de torsion 12 est suffisamment prolongée radialement vers l'extérieur, pour assurer directement la fonction du support 13. Dans le cas présent, le support 13 est prolongé radialement vers l'extérieur de manière à correspondre sensiblement au diamètre extérieur des anneaux de garniture de friction 16. Les deux anneaux de garniture de friction 16 présentent des surfaces de friction conjuguées 4' et 7', qui correspondent respectivement à la surface de friction 4 de la masse d'inertie 2 et à la surface d'inertie 7 du plateau de pression 6. Les anneaux de garniture de friction 16 sont prolongés radialement vers l'intérieur, au-delà des surfaces de friction conjuguées 4', 7', et dans cette zone, les anneaux de garniture de friction 16 sont fixés par rivetage au support 13. A cet effet, le support 13 présente des ouvertures de rivet , qui sont en regard d'ouvertures de rivet correspondantes dans les anneaux de garniture de friction. A cet effet on se réfère à la figure 4 montrant une demi-vue de face d'un anneau de garniture de friction 16, qui s'étend radialement vers l'intérieur, au-delà des surfaces de friction conjuguées 4', 7', et présente à cet endroit des ouvertures de fixation 23 ouvertes radialement vers l'intérieur. Des évidements 24 sont prévus de manière décalée en direction périphérique, par rapport à ces ouvertures de fixation 23. Ces évidements permettent, d'une part une réduction du poids de l'anneau de garniture de friction 16, et d'autre part d'amener en recouvrement par rotation en direction périphérique, les deux anneaux de garniture de friction 16 identiques, de façon telle, que chaque ouverture de fixation 23 soit en regard d'un évidement 24. Cela permet un rivetage conformément à la figure 1. A chaque point de fixation, un rivet 20 est introduit dans l'anneau de garniture de friction 16, sa tige vers l'avant, au travers de l'ouverture de fixation 23, de façon à ce que sa tête de pose 21 vienne se mettre en appui sur le côté extérieur de l'anneau de garniture de friction. La tige traverse également l'ouverture de rivet 25 dans le support 13 et est rivetée sur le côté du support 13 opposé à celui o se trouve l'anneau de garniture de friction 16. Dans ce cas, la tête de fermeture 22 du rivet 20 vient se positionner dans l'évidement 24 de l'anneau de garniture de friction 16 disposé à l'opposé. La figure 1 laisse par ailleurs, entrevoir que dans la zone des ouvertures de fixation 23 et des évidements 24 des anneaux de garniture de friction 16, le plateau de pression 6 est pourvu d'un évidement 26 et la masse d'inertie 2 d'un évidement 27. Ces évidements se terminent dans la surface de friction 4, 7, par une partie oblique formant un angle obtus a avec ces surfaces de friction. En combinaison avec la figure 2, qui montre des anneaux de garniture de friction 16, il est visible que durant le fonctionnement de l'embrayage à friction 1 et que lorsque l'usure des anneaux de garniture de friction 16 augmente, il apparaît dans ceux-ci un décrochement, qui correspond à la partie oblique des évidements 26 et 27. Ce mode de réalisation permet de conserver une phase de desserrage parfaite pour le disque d'embrayage 10, parce qu'il ne se forme pas de décrochement cylindrique, sur lequel pourrait rester accroché le plateau de pression 6, ou par lequel le disque d'embrayage pourrait rester accroché à la masse d'inertie 2. Les parties obliques sur le plateau de pression 6 et la masse d'inertie 2, peuvent, de préférence, présenter des arêtes cassées dans la zone de leur raccordement aux surfaces de friction 4, 7 respectivement correspondantes, de sorte qu'il ne se forme pas ici, d'arête vive. Grâce à cette configuration, les anneaux de garniture de friction 16 peuvent être usés, dans la zone des surfaces conjuguées 4', 7', pratiquement jusqu'au support 13. Ainsi, les zones de fixation entre les anneaux de garniture de friction 16 et le support 13 ne sont pas concernées par l'usure. Les figures 5 et 6 montrent chacune un ressort de Garniture 14 et 15 pouvant être utilisé à la place du support 13. Le ressort de garniture 14 est pourvu d'un talon 29 s'étendant sensiblement radialement et se raccordant radialement à l'intérieur, à un pied 28. Par l'intermédiaire de ce pied 28, le ressort de garniture 14 est relié, soit directement au moyeu 11, soit à une pièce de l'amortisseur de torsion 12. Radialement vers l'extérieur, à ce talon 29 se raccordent des pattes 30 et 31, chacune dans une des deux directions périphériques, ces pattes 30 et 31 étant sensiblement en regard, dans la direction axiale, des surfaces de friction 4 et 7 ou des surfaces de friction conjuguées 4' et 7'. Elles sont d'une configuration ondulée dans la direction périphérique, en vue de permettre un déplacement élastique axial des deux anneaux de garniture de friction 16 l'un par rapport à l'autre. Dans le cas présent, une languette 32 sort de la patte 31, radialement vers l'intérieur, et porte un trou de rivet 33. Un autre trou de rivet 33 est disposé dans le talon 29. Il est toutefois également possible, de prévoir sur la patte 30, une languette 32, qui est réalisée soit à la place du trou de rivet 33 dans le talon 29, soit en supplément. Plusieurs ressorts de garniture 14 sont fixés de manière alternée en direction périphérique, et les deux anneaux de garniture de friction 16 sont rivetés des deux côtés de manière alternée sur l'un et sur l'autre des ressorts de garniture, de manière analogue à la figure 1. La figure 6 montre un ressort de garniture 15, pour une disposition double face. Dans le cas d'une telle disposition, deux ressorts de garniture 15 sont montés de manière symétrique inverse, des ouvertures différentes étant prévues dans les languettes 32 dirigées radialement vers l'intérieur et issues des pattes 30 et 31. Dans l'une des languettes 32 est prévu un trou de rivet 33, et dans l'autre languette 32 est prévue une ouverture 34, ces deux ouvertures étant explicitées plus en détail au regard de la figure 3. La figure 3 montre une coupe des deux anneaux de garniture de friction 16, qui sont montés en combinaison avec des ressorts de garniture 15. Les ressorts de garniture 15 sont représentés à l'état élastique libre, c'est à dire dans le cas d'un embrayage à friction 1 dont le disque est desserré. La course de desserrage maximale des deux anneaux de garniture de friction 16 est prédéterminée par des rivets étagés 36 appropriés, conçus de manière à présenter deux diamètres de tige différents. Le rivet étagé 36 traverse avec son diamètre de tige le pus réduit, l'ouverture de fixation 23 de l'anneau de garniture de friction 16 selon la figure 4, ainsi que le trou de rivet 33 dans un des ressorts de garniture 15. A la suite, le diamètre de rivet est pourvu d'un diamètre plus important, de sorte que ce ressort de garniture 15 peut être fixé par rivetage, à l'anneau de garniture de friction 16 correspondant. Le rivet étagé 36 traverse avec son diamètre de tige le plus important, l'ouverture 34 dans l'autre languette 32 de l'autre ressort de garniture 15 et s'appuie derrière cette languette 32 avec son autre tête de rivet. Ainsi, il est possible d'obtenir, d'une part une contrainte initiale souhaitée entre les deux ressorts de garniture 15, et d'autre part une limitation du débattement élastique à l'état débrayé de l'embrayage à friction. Les figures 7 à 9 montrent différents modes de réalisation d'anneaux de garniture de friction. Ainsi, l'anneau de garniture de friction 17 selon la figure 7 est, par exemple, conçu de manière telle, que les ouvertures de fixation 35 et les évidements 24 il s'étendent radialement vers l'extérieur, au-delà des surfaces de friction conjuguées 4' et 7'. Un tel mode de liaLson des anneaux de garniture de friction 17, permet une meilleure transmission du couple au support, parce l'on dispoqe dans ce cas d'un diamètre plus important. Conformément à la figure 8, l'anneau de garniture de friction 18 est réalisé de manière à ce que des ouvertures de fixation 35 et des évidements 24 soient prévus, aussi bien radialement à l'extérieur que radialement à l'intérieur des surfaces de friction conjuguées 4' et 7'. Dans ce cas, il est possible de réaliser une liaison double, ce qui peut être avantageux, notamment dans le cas de couples particulièrement élevés. Sur la figure 9 est représenté un anneau de garniture de friction 19, qui présente ses ouvertures de fixation 35, radialement à l'extérieur des surfaces de friction conjuguées 4' et 7', et qui présente un diamètre extérieur sans interruption dans la direction périphérique. A cet effet, sont prévus, de manière décalée dans la direction périphérique, par rapport aux ouvertures de fixation individuelles 35, des évidements 37 qui assurent la fonction des évidements 24. Une telle configuration entraîne également une meilleure transmission du couple, ainsi qu'une fabrication particulièrement simple de l'anneau de garniture de friction. REVENDICATIONS. 1. Embrayage à friction pour un véhicule automobile, comprenant une masse d'inertie en liaison fonctionnelle avec le vilebrequin d'un moteur à combustion interne et présentant une surface de friction annulaire, un carter d'embrayage fixé à la masse d'inertie, un plateau de pression disposé de manière fixe en rotation mais axialement mobile dans le carter d'embrayage et présentant une surface de friction annulaire sensiblement axialement en regard de la surface de friction de la masse d'inertie, et un ressort d'embrayage destiné à la sollicitation, par une force axiale, du plateau de pression en direction de la masse d'inertie avec interposition d'un disque d'embrayage à anneaux de garniture de friction, qui sont liés de manière fixe en rotation à un moyeu, le cas échéant par l'intermédiaire d'un dispositif amortisseur de torsion, caractérisé en ce qu'est prévu un support (13 à 15), qui est lié de manière fixe en rotation au moyeu (11), qui s'étend à partir du moyeu (11), radialement vers l'extérieur, jusque dans la zone des surfaces de friction (4, 7), et qui comporte de chaque côté un anneau de garniture de friction (16) présentant des surfaces de friction conjuguées correspondantes (4', 7'), les deux anneaux de garniture de friction (16) présentant sur leur étendue radiale, une épaisseur de matériau sensiblement constante, et s'étendant, au moins dans une direction radiale, au-delà des surfaces de friction (4, 7), en étant fixés par rivetage, dans cette zone, au support (13 à 15). 2. Embrayage à friction selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support (14, 15) est constitué de ressorts de garniture (14, 15) individuels (14, 15) répartis sur la périphérie, qui présentent des pattes (30, 31) orientées dans la direction périphérique, dans les surfaces de friction (4, 7), ainsi que des talons (29) s'étendant sensiblement dans la direction radiale, qui réalisent la liaison au moyeu (11) ou à l'amortisseur de torsion (12), des trous de rivet (33) étant prévus au moins dans des languettes (32) faisant saillie radialement des pattes (30, 31) et s'étendant radialement jusqu'en-dehors des surfaces de friction (4, 7). 3. Embrayage à friction selon la revendication 2, caractérisé en ce que dans le talon (29) est également prévu un trou de rivet (33). 4. Embrayage à friction selon la revendication 1, caractérisé en ce que le plateau de pression (6) et la masse d'inertie (2) présentent, dans la zone o les anneaux de garniture de friction (16) s'étendent radialement au-delà des surfaces de friction (4, 7), des évidements (26, 27), les évidements (26, 27) débouchant sur les surfaces de friction (4, 7) par l'intermédiaire de parties obliques à angle obtus (a). 5. Embrayage à friction selon la revendication 4, caractérisé en ce que les arêtes sont cassées dans la zone du raccordement des parties obliques aux surfaces de friction (4, 7). 6. Embrayage à friction selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support (13) est réalisé sous forme de pièce plane en tôle, sur laquelle sont agencés des deux côtés, des anneaux de garniture de friction (16), des rivets (20) reliant, radialement à l'intérieur et/ou radialement à l'extérieur des projections des surfaces de friction (4, 7), l'un et respectivement l'autre des anneaux de garniture de friction (16) au support (13). 7. Embrayage à friction selon la revendication 2, 3 ou 6, caractérisé en ce que chaque anneau de garniture de friction (16-19) présente, de manière décalée dans la direction périphérique par rapport aux ouvertures de fixation (23, 35), des évidements (24, 37), et les deux anneaux de garniture de friction sont disposés en étant décalés l'un par rapport à l'autre dans la direction périphérique, de manière telle, que chaque rivet (20) repose avec sa tête de pose (21) sur le côté extérieur de l'un des anneaux de garniture de friction, traverse avec sa tige l'ouverture de fixation (23, 35) et le trou de rivet (33), repose avec sa tête de fermeture (22) sur le côté du support opposé à celui en regard de l'anneau de garniture de friction, et est disposé dans l'évidement (24, 37) de l'autre anneau de garniture de friction.