Brevet FR2745868A1 — publié le 19970912

L'invention se rapporte à un embrayage à friction, notamment destiné à des véhicules automobiles, comprenant un plateau d'appui conjugué, un carter d'embrayage fixé au plateau d'appui conjugué, un plateau de pression guidé de manière fixe en rotation dans le carter d'embrayage, et qui peut être mis sous contrainte en direction du plateau d'appui conjugué sous l'effet de la force d'un ressort-diaphragme ou d'une rondelle- ressort, ainsi qu'un disque d'embrayage comprenant des garnitures de friction de préférence montées de manière élastique, le disque d'embrayage pouvant être serré entre le plateau de pression et le plateau d'appui conjugué, et transmettant un couple de l'ensemble plateau d'appui conjugué/plateau de pression, à un arbre de boite de vitesses. Le document de brevet allemand 44 36 111 divulgue un embrayage à friction, dans lequel une rondelle-ressort fournit la force de pression pour serrer le disque d'embrayage, et dans lequel est prévu un élément de débrayage présentant une action élastique, dirigée à l'encontre de la force de la rondelle-ressort. Le but de la présente invention consiste à fournir un embrayage à friction comportant une rondelle- ressort ou un ressort-diaphragme, qui grâce à une force de pression augmentée, peut transmettre un couple plus élevé, sans solliciter excessivement le matériau du ressort-diaphragme ou de la rondelle-ressort. Conformément à l'invention ce but est atteint grâce au fait que la force de pression prévue pour la transmission du couple est fournie pour une part, par le ressort-diaphragme ou la rondelle-ressort, et pour une autre part par un ressort supplémentaire, qui agit en parallèle au premier et dans la même direction. La mise en oeuvre d'au moins un ressort supplémentaire secondant le ressort-diaphragme ou la rondelle- ressort et agissant en parallèle à ce dernier et dans la même direction, permet d'obtenir, dans de tels cas o le ressort- diaphragme déjà existant est sollicité aux limites quant à son matériau constitutif, une augmentation de la capacité de transmission. IL s'est avéré que cette solution était beaucoup plus simple que d'entreprendre un agrandissement du ressort-diaphragme, parce que d'une part les rapports de diamètre ne permettent souvent plus l'utilisation d'un ressort plus grand, et que d'autre part il n'est pas possible d'augmenter davantage l'épaisseur du matériau en raison des contraintes internes. Le ressort supplémentaire peut naturellement être constitué par le regroupement de plusieurs ressorts individuels. Il est prévu que le ressort supplémentaire puisse assurer une part supplémentaire de la force de pression, qui peut prendre une valeur d'un ordre de grandeur correspondant à la part fournie par le ressort- diaphragme ou la rondelle-ressort. Aussi, selon une caractéristique de l'invention, la répartition des forces de serrage est réalisée de manière telle, que le ressort-diaphragme ou la rondelle-ressort représente au moins la moitié de la force de serrage. La répartition des fractions de force fournies peut se situer de préférence dans une plage allant d'un rapport de 60 à 40 jusqu'à un rapport de 80 à 20%, c'est à dire que le ressort-diaphragme ou la rondelle-ressort fournit environ 60 à 80% de la force de pression. Les deux ressorts présentent avantageusement, à l'état embrayé, une courbe caractéristique d'élasticité de ressort décroissante dans la direction du débrayage. Cela permet de garantir que la force nécessaire à desserrer l'embrayage à friction, puisse être maintenue à un faible niveau. La force de pression plus importante pouvant être obtenue à l'aide d'un tel embrayage, n'entraîne donc que dans une faible mesure, une augmentation de la force d'actionnement de l'embrayage. Dans ce cas, le ressort supplémentaire présente dans la zone terminale de la course de débrayage, une précontrainte tendant au moins vers zéro. Un tel mode de construction permet de réaliser de manière particulièrement simple, une force de débrayage plus faible. Mais, il est toutefois également possible que le ressort supplémentaire présente un passage par zéro dans la zone terminale de la course de débrayage. A l'aide d'un tel réglage, la force de débrayage peut être réduite davantage encore, mais il faut veiller dans ce cas, à ce que le ressort supplémentaire, après le passage par zéro, ne bascule pas dans son autre position stable, mais en soit empêché. On empêche le ressort supplémentaire de s'inverser après le passage à zéro, grâce à un appui d'articulation approprié. Cela peut, par exemple, s'effectuer par la disposition de simples butées. Selon une configuration avantageuse, le ressort supplémentaire est un ressort-diaphragme ou une rondelle-ressort. A l'aide d'un tel ressort, il est aisément possible de réaliser une courbe caractéristique d'élasticité décroissante lorsque la course de débrayage augmente. Pour faciliter l'adaptation réciproque des deux ressorts et fournir toujours la même force de pression, il est prévu conformément à l'invention un dispositif pour compenser l'usure de garniture apparue sur les garnitures de friction, pour conserver sensiblement constante la position de montage au moins du ressort-diaphragme ou de la rondelle-ressort par rapport au plateau de pression ou au carter d'embrayage. Conformément à l'invention, le ressort supplémentaire s'appuie de préférence, d'une part sur le carter d'embrayage et d'autre part sur le ressort- diaphragme. Cela permet une disposition simple et peu encombrante de ce ressort supplémentaire. Selon l'invention, le ressort-diaphragme s'appuie sur le carter d'embrayage par l'intermédiaire d'éléments de support, et le ressort supplémentaire s'appuie d'une part dans la zone des éléments de support et d'autre part, à distance radiale de là, directement sur le ressort-diaphragme. Dans un tel mode de construction, les éléments de support pour le ressort-diaphragme sont conçus pour réaliser simultanément l'appui du ressort supplémentaire, ce qui permet de limiter le nombre de pièces de l'embrayage à friction. D'autre part, le ressort supplémentaire s'appuie directement sur le ressort-diaphragme, à distance radiale de ces éléments de support, sans nécessiter d'éléments de transmission compliqués. Par ailleurs, le ressort-diaphragme s'appuie, au niveau d'un diamètre moyen, sur le carter d'embrayage, par l'intermédiaire de chevilles- entretoises, et agit avec un diamètre plus grand, sur le plateau de pression, avec interposition d'éléments d'un dispositif pour compenser l'usure de garniture apparue, et le ressort supplémentaire, dans sa zone agissant sur le ressort-diaphragme, est relié axialement par complémentarité de forme à ce dernier. Dans le cas d'un tel mode de construction, il est garanti, d'une part que le ressort-diaphragme, même en cas d'usure des garnitures de friction du disque d'embrayage, conserve toujours sa position relative, la force de pression qu'il engendre pouvant ainsi être maintenue constante durant toute la durée de vie de l'embrayage à friction, et d'autre part que le ressort supplémentaire, suite à son appui d'un côté sur les éléments de support et d'un autre côté sur le ressort-diaphragme, conserve ainsi également sa position relative, la force de pression émanant en supplément de celui-ci restant également constante. Grâce à une liaison par complémentarité de forme entre le ressort-diaphragme et le ressort supplémentaire, il est possible de faire passer la courbe caractéristique d'élasticité du ressort supplémentaire, par le point zéro, de sorte qu'il conduit, en raison de sa courbe caractéristique d'élasticité de ressort fortement décroissante, à une allure de la variation de la force très favorable pour le système d'actionnement. Dans la suite, l'invention va être explicitée plus en détail au regard d'un exemple de réalisation et au vu des dessins annexés, qui montrent: Fig. 1 la moitié supérieure d'une coupe longitudinale d'un embrayage à friction; Fig. 2 et 3 l'allure des courbes de la force élastique des ressorts, pour des adaptations différentes du ressort supplémentaire. L'embrayage à friction 1 est constitué d'un plateau d'appui, qui est fixe sur un plateau d'appui conjugué 2 se présentant sous la forme d'un volant moteur d'un moteur à combustion interne. L'ensemble de plateau d'appui comprend un carter d'embrayage 3 qui est fixé au plateau d'appui conjugué 2. Ce carter d'embrayage renferme un plateau de pression 4, qui est disposé de manière fixe en rotation, mais axialement mobile par rapport au carter d'embrayage 3. Entre le plateau de pression 4 et le plateau d'appui conjugué 2 peut être serré un disque d'embrayage 6 comportant des garnitures de friction 7, pour la transmission d'un couple à un arbre de boite de vitesses non représenté, les garnitures de friction 7 étant de préférence pourvues de ressorts de garniture 8 produisant une force élastique axiale. L'ensemble des pièces de l'embrayage à friction 1 sont montées de manière concentrique et en rotation autour de l'axe de rotation 21. Pour engendrer la force de pression sur le plateau de pression 4, conformément à la flèche A, on met à profit, d'une part le ressort-diaphragme 5, qui est monté de manière pivotante sur le carter d'embrayage 3 et qui agit sur le plateau de pression 4, un dispositif 12 destiné à compenser l'usure en cas d'apparition d'usure des garnitures de friction 7, étant prévu entre le ressort- diaphragme 5 et le plateau de pression 4. Ce dispositif 12 comprend entre autres deux anneaux de réglage 16 qui sont sollicités en direction périphérique par un ressort 17, et qui, conformément à l'usure au niveau des garnitures de friction 7, augmentent la distance entre le ressortdiaphragme ou la rondelle-ressort 5 et le plateau de pression 4, d'une valeur correspondant à l'usure, par une rotation relative de l'un par rapport à l'autre. ce dispositif 12 comporte en outre, au moins un élément de transmission de jeu 15, qui peut coulisser axialement dans le plateau de pression 4, à l'encontre d'une force de serrage, qui en cas d'usure, est déplacé par rapport au plateau de pression 4, conformément à l'usure, en s'éloignant du plateau d'appui conjugué 2, et qui constitue une limitation de réglage pour les anneaux de réglage 16. Dans le cas présent, le ressort- diaphragme 5 est monté de manière pivotante sur le carter d'embrayage 3, au niveau d'un diamètre moyen, par l'intermédiaire de plusieurs chevilles-entretoises 13 réparties sur la périphérie, et il agit, dans la zone de son diamètre extérieur, sur le plateau de pression 4, par l'intermédiaire des anneaux de réglage 16. En direction radiale intérieure, le ressort-diaphragme 5 est pourvu de plusieurs languettes élastiques 14 pouvant être actionnées par un système de débrayage non représenté. Entre les têtes 19 des chevilles- entretoises 13 et le carter d'embrayage 3 sont prévues, en outre, deux bagues de fil métallique 18 permettant le mouvement de basculement du ressort-diaphragme 5, sans grandes pertes. Il est prévu un ressort supplémentaire 9 ou , qui s'appuie d'une part sur le carter d'embrayage 3 et d'autre part sur le ressort-diaphragme 5. Dans l'état embrayé du ressort-diaphragme, ce ressort supplémentaire est disposé de manière telle, que sa force de précontrainte agisse avec la force de précontrainte du ressort-diaphragme 5, sur le plateau de pression 4, pour augmenter de manière correspondante la force de pression conformément à la flèche A. Dans le cas de la disposition correspondant à celle du ressort 9, celui-ci s'appuie dans la zone de son diamètre extérieur, sur des évidements 20 des chevilles-entretoises 13, et dans la zone de son diamètre intérieur, directement sur les languettes élastiques 14 du ressort-diaphragme 5. Mais il est toutefois également possible de disposer ce ressort supplémentaire à la manière du ressort 10, à savoir dans la zone de diamètre située radialement à l'extérieur des chevilles-entretoises 13. Dans ce cas, le ressort 10 est disposé de manière à ce que son diamètre extérieur repose sur le ressort-diaphragme 5, et dans la zone de son diamètre intérieur, il s'appuie sur le carter d'embrayage 3. Ici également, sa précontrainte est dirigée de manière telle qu'elle contribue à augmenter la force de serrage du ressort- diaphragme 5. Pour une adaptation déterminée des ressorts 9 ou 10, il est nécessaire de veiller à ce que, sensiblement dans l'état débrayé de l'embrayage à friction 1, le ressort ne puisse pas s'inverser dans sa seconde position de repos. A cet effet, on prévoit, dans le cas de l'utilisation du ressort 9, plusieurs rivets 11 répartis sur la périphérie, qui sont fixés sur des languettes élastiques 14 appropriées. Le mode d'action de l'embrayage à friction 1 va être explicité plus en détail, en combinaison avec la description des figures 2 et 3. La figure 2 montre des courbes de forces élastiques de ressort en fonction de la course de débrayage, EB désignant la position de montage des ressorts à l'état embrayé de l'embrayage à friction 1. Les courbes caractéristiques d'élasticité de ressort ou les courbes de forces élastiques de ressort sont caractérisées comme suit. La courbe de force élastique de ressort B correspond au ressort-diaphragme 5. La courbe de force élastique de ressort C correspond au ressort supplémentaire 9 ou 10. La courbe de force élastique de ressort D est la somme de B et C. Il est à noter ici que le ressort-diaphragme 5 ne peut assurer à lui seul, par sa force élastique de ressort, la capacité de transmission souhaitée de l'embrayage à friction. C'est seulement en combinaison avec le ressort supplémentaire 9 que l'on obtient une force de serrage pour le plateau de pression 4, conformément à la flèche A, qui peut transmettre le couple souhaité. De ce fait, le ressort-diaphragme 5 peut être dimensionné de manière sûre quant à ses caractéristiques de matériau. Le ressort supplémentaire 9 présente une courbe caractéristique fortement décroissante en fonction de la course de débrayage, à partir de la position de montage, ce qui conduit à une courbe de somme correspondant à D, fortement décroissante. Cela est avantageux dans l'optique d'une force de débrayage faible. Il est à noter que dans le cas de l'utilisation de garnitures de friction à montage élastique, présentant la courbe caractéristique E pour les ressorts de garniture, il est possible d'obtenir la courbe de force de débrayage F. Comme les forces élastiques de ressort des ressorts de garniture 8 selon la courbe E agissent à l'encontre des deux ressorts 5 et 9 conformément à la courbe D, le système de débrayage n'a pas besoin de fournir la totalité de la force selon la courbe caractéristique D, dans la zone d'action des ressorts de garniture. Les forces des ressorts de garniture selon la courbe E, peuvent en effet être soustraites de la courbe caractéristique commune D. Il en résulte la courbe caractéristique F, qui représente la force de débrayage au niveau du plateau de pression 4. Il est noter ici, que la force de débrayage aux extrémités des languettes élastiques 14, présente en principe la même allure, mais est toutefois abaissée à une valeur nettement plus faible, conformément aux bras de levier, c'est à dire la longueur des languettes élastiques par rapport à l'étendue radiale du ressort- diaphragme, entre son appui de pivotement et l'appui sur le plateau de pression. Les courbes caractéristiques de forces élastiques de ressort selon la figure 3 se distinguent de celles de la figure 2 uniquement par le fait que la courbe caractéristique C du ressort supplémentaire 9, 10 est adaptée de manière à ce qu'il se produise encore dans la zone de la course de débrayage, un passage par zéro. Ce passage par zéro s'explique par le fait que le ressort supplémentaire 9, 10, sous la forme d'un ressort-diaphragme ou d'une rondelle ressort, cherche à s'inverser de sa première position stable vers son autre position stable. Cette inversion est toutefois empêchée par le fait que, par exemple selon la figure 1, le ressort 9 est relié par complémentarité de forme aux languettes élastiques 14, au moyen de rivets 11. Par le choix d'une courbe caractéristique, il est possible d'abaisser sensiblement la force de débrayage nécessaire, conformément à la courbe caractéristique F, comparativement au mode de réalisation selon la figure 2. Il est malgré tout possible de garantir, au niveau du point de montage, qu'à l'aide du ressort supplémentaire 9, 10, il soit possible de réaliser une force de pression selon la flèche A, suffisamment élevée. REVENDICATIONS. 1. Embrayage à friction, notamment destiné à des véhicules automobiles, comprenant un plateau d'appui conjugué, un carter d'embrayage fixé au plateau d'appui conjugué, un plateau de pression guidé de manière fixe en rotation dans le carter d'embrayage, et qui peut être mis sous contrainte en direction du plateau d'appui conjugué sous l'effet de la force d'un ressort- diaphragme ou d'une rondelle-ressort, ainsi qu'un disque d'embrayage comprenant des garnitures de friction de préférence montées de manière élastique, le disque d'embrayage pouvant être serré entre le plateau de pression et le plateau d'appui conjugué, et transmettant un couple de l'ensemble plateau d'appui conjugué/plateau de pression, à un arbre de boite de vitesses, caractérisé en ce que la force de pression (A) prévue pour la transmission du couple est fournie pour une part, par le ressortdiaphragme ou la rondelle-ressort (5), et pour une autre part par un ressort supplémentaire (9, 10), qui agit en parallèle au premier et dans la même direction. 2. Embrayage à friction selon la revendication 1, caractérisé en ce que la répartition des forces de serrage est réalisée de manière telle, que le ressort- diaphragme ou la rondelle-ressort (5) représente au moins la moitié de la force de serrage. 3. Embrayage à friction selon la revendication 2, caractérisé en ce que la répartition des fractions de force fournies se situe de préférence dans une plage allant d'un rapport de 60 à 40 jusqu'à un rapport de 80 à 20%. 4. Embrayage à friction selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux ressorts (5; 9, 10) présentent, à l'état embrayé (EB), une courbe caractéristique d'élasticité de ressort décroissante dans la direction du débrayage. 5. Embrayage à friction selon la revendication 4, caractérisé en ce que le ressort supplémentaire (9, ) présente dans la zone terminale de la course de débrayage, une précontrainte tendant au moins vers zéro. 6. Embrayage à friction selon la revendication , caractérisé en ce que le ressort supplémentaire (9, ) présente un passage par zéro dans la zone terminale de la course de débrayage. 7. Embrayage à friction selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'on empêche le ressort supplémentaire (9, 10) de s'inverser après le passage à zéro, grâce à un appui d'articulation approprié (11). 8. Embrayage à friction selon la revendication 7, caractérisé en ce que le ressort supplémentaire (9, ) est un ressort-diaphragme ou une rondelle-ressort (5). 9. Embrayage à friction selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour conserver la position de montage au moins du ressort- diaphragme ou de la rondelle-ressort (5) par rapport au plateau de pression (4) ou au carter d'embrayage (3), il est prévu un dispositif (12) pour compenser l'usure de garniture apparue sur les garnitures de friction (7). 10. Embrayage a friction selon la revendication 8, caractérisé en ce que le ressort supplémentaire (9, 10) s'appuie de préférence, d'une part sur le carter d'embrayage (3) et d'autre part sur le ressort-diaphragme (5). 11. Embrayage à friction selon la revendication 10, caractérisé en ce que le ressort- diaphragme (5) s'appuie sur le carter d'embrayage (3) par l'intermédiaire d'éléments de support (13), et le ressort supplémentaire (9, 10) s'appuie, d'une part dans la zone des éléments de support (13) et d'autre part, à distance radiale de là, directement sur le ressort- diaphragme (5). 12. Embrayage à friction selon la revendication 11, caractérisé en ce que le ressort- diaphragme (5) s'appuie, au niveau d'un diamètre moyen, sur le carter d'embrayage (3), par l'intermédiaire de chevilles-entretoises (13), et agit avec un diamètre plus grand, sur le plateau de pression (4), avec interposition d'éléments d'un dispositif (12) pour compenser l'usure de garniture apparue, et le ressort supplémentaire (9), dans sa zone agissant sur le ressort-diaphragme (5), est relié axialement par complémentarité de forme (11), à ce dernier.