Brevet FR2745350A1 — publié le 19970829

DISQUE PORTE-GARNITURES DE FRICTION POUR EMBRAYAGE MECANIQUE La présente invention concerne un disque porte- garnitures de friction pour embrayage mécanique, ce disque comportant dans sa région périphérique, entourant sa partie centrale, des zones de fixation globalement parallèles au plan de ladite partie centrale, d'une part pour une première garniture annulaire ou divisée en plots, destinée à entrer en contact de frottement avec le plateau de pression de l'embrayage, d'autre part pour une seconde garniture également annulaire ou divisée en plots, destinée à entrer en contact de frottement avec le plateau de réaction de cet embrayage. Ladite région périphérique du disque peut être annulaire et continue, mais elle est couramment fractionnée en pales radiales portant les zones de fixation précitées, ces pales étant reliées à la partie centrale du disque par un pied et servant alternativement à la fixation de la première garniture et à la fixation de la seconde garniture. Les pales peuvent être d'un seul tenant avec la partie centrale du disque, ou lui être reliées par des rivets. Les pales destinées à assurer la fixation d'une garniture peuvent avoir une forme différente de celle des pales destinées à assurer la fixation de l'autre garniture, et ces formes peuvent en elles-mêmes être très variées, en fonction de l'effet recherché ou des impératifs de la fabrication. Ces pales peuvent aussi avoir toutes la même forme, par exemple une forme en drapeau, et être pliées dans un sens et dans l'autre pour présenter elles-mêmes des zones de fixation servant alternativement à la fixation de l'une des garnitures et de l'autre garniture. Des exemples de pales de ces différents types sont fournis dans la demande de brevet français n 2 370 893 ou encore dans la demande de brevet européen n O 579 554. Pour augmenter la rigidité de la fixation des garnitures et pour obtenir une usure plus régulière de ces garnitures, sans incrustations, il est fréquent, et c'est le cas dans les deux documents précités, de prévoir sur chaque pale, par exemple de part et d'autre de sa zone de fixation sur la garniture concernée, des zones de portée supplémentaires décalées vers l'autre garniture et pouvant servir d'appui à celle-ci. Ceci étant, la fonction d'un tel disque de friction pour embrayage mécanique, dont l'application trouve bien entendu sa plus grande extension dans le domaine de l'auto- mobile, est suffisamment connue du technicien de ce domaine pour n'avoir pas besoin d'être décrite en détail. Il suffira de rappeler que lorsque la pédale d'embrayage est relâchée, les deux garnitures du disque sont solidarisées en rotation par frottement avec le plateau de pression et le plateau de réaction, lequel est entraîné par le vilebrequin du moteur. Le disque porte-garnitures entraîne alors, directement ou par l'intermédiaire de ressorts, un voile engrené avec un moyeu central lui-même en prise avec l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, qui se trouve par suite entraîné par le vilebrequin. Un tel fonctionnement est rappelé dans la demande PCT/FR94/00297 (W0.94/21934), en même temps qu'une grande variété de formes de pales radiales. Quel que soit le mode de réalisation adopté pour le disque portegarnitures, des échauffements excessifs peuvent s'y produire par suite d'opérations alternées d'embrayage et de débrayage, lorsque plusieurs démarrages en côte se succèdent rapidement, surtout si l'automobile est très chargée ou tire une remorque. Il peut en résulter des déformations tendant à écarter les garnitures l'une de l'autre (bâillement), ce qui empêche une complète libération du disque de friction par rapport aux plateaux de pression et de réaction lors du débrayage, et entraîne une usure et un échauffement supplémentaires des garnitures. Pour remédier à cet inconvénient, on a proposé dans la demande de brevet français publiée n 2 600 732 (page 6, lignes 5 à 10) de prévoir, entre les garnitures, des cro- chets coopérants qui s'opposent aux déformations tendant à écarter les deux garnitures l'une de l'autre, et empêchent donc que ces garnitures ne "lèchent" les plateaux de pres- sion et de réaction, avec le résultat néfaste indiqué plus haut. Cette disposition présente cependant un autre inconvénient, qui est d'augmenter radialement la dimension du disque porte-garnitures, du fait que ces crochets possèdent des parties en saillie à l'extérieur du bord de sa région périphérique. L'inertie du disque est également augmentée du fait de l'augmentation de poids que représente le poids des crochets, occupant de surcroît la région périphérique du disque. En outre, cette solution n'est pas toujours envisageable, notamment dans le cas des disques décrits dans le document PCT mentionné plus haut. Le but de la présente invention est d'éviter tous ces inconvénients de la technique antérieure. A cet effet, un disque porte-garnitures du type défini au début est, conformément à la présente invention, caractérisé en ce qu'avant réalisation de la fixation desdites garnitures sur lesdites zones de fixation, chacune de ces dernières, au moins d'un côté du disque, se situe par fabrication en retrait par rapport à une zone d'appui envi- ronnante prévue pour la garniture correspondant à ce côté. De la sorte, ces zones de fixation seront soumises à une précontrainte, dès lors que la fixation de la garnitu- re correspondante sur la région périphérique du disque sera réalisée. Une précontrainte suffisante est obtenue même pour un retrait très faible - de l'ordre de quelques dixièmes de mm - de la zone de fixation par rapport à la zone d'appui environnante de la même garniture. Cette précontrainte s'oppose à la déformation à chaud du disque et évite le bâillement précité des garnitures de friction, même lors d'un échauffement excessif du disque porte-garnitures par suite d'embrayages répétitifs. Ce résultat favorable peut s'expliquer par le fait que la déformation à chaud, due à la dilatation différentielle entre le métal du disque (acier) et le matériau des garnitures, peut être contrée par la précontrainte due au faible cambrage des zones de fixation. En tout cas, l'invention présente l'avantage de pouvoir s'appliquer aux disques porte-garnitures des dif- férents types évoqués plus haut, avec des pales de formes variées,ainsi que des moyens de fixation variés des garni- tures sur les zones de fixation de ces pales: rivetage, collage, rivetage et collage. L'outillage pour la fabrica- tion du disque n'a pas à subir de profonde modification; le disque ne comporte aucune pièce supplémentaire, et son iner- tie n'est pas augmentée,de même que ses dimensions radiales. On a indiqué plus haut que les zones de fixation, au moins d'un côté du disque, se situent en retrait par rapport aux zones d'appui environnantes prévues pour la garniture correspondant à ce côté du disque. Ceci peut en effet être suffisant, au moins dans certains cas, lorsque les déforma- tions disque/garnitures causées par des conditions extrêmes sont relativement réduites. On peut cependant prévoir la même disposition, c ' est-à-dire le retrait de chaque zone de fixation par rapport à la zone d'appui environnante, des deux côtés du disque, notamment lorsque ce disque comporte les pales en drapeau mentionnées plus haut (ou des pales semblables), à savoir des pales présentant d'un côté une zone de fixation pour l'une des garnitures, et de l'autre côté une zone de fixation pour l'autre garniture. Dans ce cas, un disque porte-garnitures de friction conforme à l'invention pourra se caractériser en ce qu'avant réalisation de la fixation de chaque garniture sur lesdites zones de fixation, chacune de ces dernières, des deux côtés du disque, se situe par fabrication en retrait par rapport à une zone d'appui environnante prévue pour la garniture considérée. On comprend que cette disposition diminuera encore le risque de bâillement ou autres déformations de l'ensemble disque/garnitures, puisque la précontrainte obtenue après fixation des garnitures intéressera l'ensemble des zones de fixation de la région périphérique du disque, de part et d'autre de cette dernière. Différents modes d'exécution de l'invention vont maintenant être décrits à titre d'exemples nullement limitatifs avec référence aux figures du dessin ci-annexé dans lequel: - la figure 1 est une vue de face partielle de la région périphérique d'un disque porte-garnitures de friction comportant des pales radiales pour la fixation des garnitu- res, ces pales servant alternativement à la fixation de ladite première garniture et de ladite seconde garniture; - la figure 2 représente des vues en coupe par les lignes II-II et II'-II' de la figure 1, ramenées dans le même plan et montrant le cambrage des pales avant réalisa- tion de la fixation des garnitures; - la figure 3 est une vue correspondante des pales après réalisation de cette fixation, l'une au moins de ces pales étant alors soumise à une précontrainte; - la figure 4 est une vue en plan d'une autre pale, en forme de drapeau, c'est-à-dire en porte-à-faux d'un côté par rapport à son pied de liaison à la partie centrale du disque porte-garnitures, cette pale étant pliée alternative- ment d'un côté et d'autre pour présenter d'un côté des zones de fixation de ladite première garniture, et de l'autre côté des zones de fixation de ladite seconde garniture; - la figure 5 est une vue en coupe selon la ligne V- V de la figure 4, montrant la forme de la pale avant réalisation de la fixation des garnitures; et - la figure 6 est une vue analogue à celle de la figure 5, mais après fixation des garnitures, cette pale étant alors soumise à des précontraintes des deux côtés. Il y a lieu tout d'abord de noter que pour mieux faire comprendre l'invention, le cambrage des pales, c'est- à-dire le retrait des zones de fixation par rapport à la zone d'appui environnante de la même pale a été fortement exagéré par rapport aux autres dimensions des pales. Dans le mode de réalisation des figures 1 à 3, la région périphérique du disque porte alternativement des pales larges 1 et des pales plus étroites ou languettes 2, percées de trous de rivets 3 et 4 et destinées à assurer la fixation des garnitures, respectivement de la garniture 5 destinée à entrer en contact avec le plateau de pression et de la garniture 6 destinée à entrer en contact avec le plateau de réaction (non représentés). Ces pales et languet- tes sont reliées d'un seul tenant à la partie centrale 7 du disque, respectivement par des pieds 8 et 9 qui portent des pans inclinés dans le même sens, 10 et 11, obtenus par un pliage et un contre-pliage. De la sorte, on peut réaliser sur les pales et languettes des zones de fixation pour les garnitures, respectivement 12 sur les pales 1 pour la fixation de la garniture (ou des plots de garniture) 5, et 13 sur les languettes 2 pour la fixation de la garniture (ou des plots de garniture) 6, ces zones de fixation, avant montage des garnitures, étant globalement parallèles à la partie centrale 7 du disque (figure 2). Dans ce mode de réalisation, l'invention se caracté- rise par le fait que la zone de fixation 13 des languettes 2 est en retrait par rapport à la zone d'appui environnante prévue pour la garniture 6 considérée. La zone d'appui environnante pour cette garniture est ici constituée d'une part par la zone de jonction Zl entre le pan incliné 11 et le pied de liaison 9, et d'autre part par l'appui Z2 que fourniront à la garniture 6 les zones de portée supplémen- taires 14 et 15 de la pale 1. Après fixation de la garniture (ou de plots de gar- niture) 6 sur les zones de fixation 13 des languettes 2, grâce à des rivets référencés en 16, on voit sur la figure 3 que les languettes 2 seront soumises à une précontrainte, avec l'effet technique mentionné plus haut, empêchant ou diminuant fortement l'écartement des garnitures 5 et 6 l'une de l'autre sous l'effet d'un échauffement du disque porte- garnitures. Quant à l'autre garniture 5, elle pourra être fixée, par des rivets référencés en 17, sur les zones de fixation 12 de la pale plus large 1, et l'on voit sur cette figure que les zones de portée supplémentaires 14 et 15 de cette pale constitueront un appui supplémentaire pour l'autre garniture 6, ceci d'une façon connue en soi dans la techni- que antérieure rappelée au début. Dans le mode de réalisation qui vient d'être décrit, on a vu que le cambrage des pales et des languettes pouvait être effectué dans le même sens, avec un cambrage des pales 1 plus important que celui des languettes 2, seules celles- ci étant toutefois précontraintes, après fixation de la garniture 6. Dans le mode de réalisation représenté aux figures 4 à 6, ce cambrage, effectué sur des pales en drapeau 18, pourra être le même, mais dirigé successivement dans deux sens opposés, perpendiculaires au plan du disque. Sur ces figures, la partie centrale du disque porte- garnitures est référencée en 19 et est reliée aux pales en drapeau 18 par des pieds 20, les pales étant en porte-à-faux important, toutes du même côté, par rapport à ces pieds 20. Ces pales sont pliées de la façon mieux visible sur la figure 5, pour présenter d'un côté une zone de fixation 21 en retrait (de la valeur A) par rapport à une zone d'appui environnante 22, et de l'autre côté une zone de fixation 21' en retrait (de la même valeur A) par rapport à une zone d'appui environ- nante 22'. Sur la figure 6, on voit que les pales en drapeau 18 seront ainsi précontraintes des deux côtés, après montage des deux garnitures: une garniture 23 fixée sur les zones de fixation 21 par des rivets 24 et en appui sur les zones d'appui 22 (garniture destinée à entrer en contact avec le plateau de pression), et une garniture 25 fixée sur les zones de fixation 21' par des rivets 24' et en appui sur les zones d'appui 22' (garniture destinée à entrer en contact avec le plateau de réaction). L'action "anti-bâillement" de cette double précontrainte sera donc augmentée. Il est à noter que la fixation par rivets pourrait être remplacée par un collage, ou s'accompagner d'un tel collage, avec le même effet. On comprendra aussi, d'après ce qui précède, que la forme des pales et/ou languettes pourra être très variable, dès lors qu'au moins l'une des deux garnitures, et de préférence les deux, disposera à la fois de zones d'appui et de zones de fixation qui, avant fixation de la garniture considérée sur la région périphérique du disque, sont en retrait par rapport à ces zones d'appui. REVENDICATIONS 1. Disque porte-garnitures de friction pour em- brayage mécanique, ce disque comportant dans sa région périphérique entourant sa partie centrale (7), des zones de fixation (12, 13) globalement parallèles au plan de ladite partie centrale (7), d'une part pour une première garniture annulaire ou divisée en plots (5), destinée à entrer en contact de frottement avec le plateau de pression de l'embrayage, d'autre part pour une seconde garniture également annulaire ou divisée en plots (6), destinée à entrer en contact de frottement avec le plateau de réaction de cet embrayage, caractérisé en ce qu'avant réalisation de la fixation desdites garnitures sur lesdites zones de fixation (12, 13), chacune de ces dernières (13), au moins d'un côté du disque, se situe par fabrication en retrait par rapport à une zone d'appui environnante (Z1, Z2) prévue pour la garniture (6) correspondant à ce côté. 2. Disque selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'avant réalisation de la fixation de chaque garniture (23, 25) sur lesdites zones de fixation (21, 21'), chacune de ces dernières, des deux côtés du disque, se situe par fabrication en retrait par rapport à une zone d'appui environnante (22, 22') prévue pour la garniture considérée (23, 25). 3. Disque selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite région périphérique est divisée en pales et/ou languettes (1, 2) pourvues, de côté et d'autre de ladite région périphérique, de zones de fixation (12) pour l'une desdites garnitures (5) et respectivement de zones de fixation (13) pour l'autre garniture (6), au moins les zones de fixation (13) prévues d'un côté de ladite région périphé- rique étant, avant fixation des garnitures, en retrait par rapport à des zones d'appui (Z1, Z2) environnantes prévues pour la garniture correspondante (6). 4. Disque selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite garniture correspondante (6) s'appuie, après fixation, sur des zones de portée supplémentaires (14, 15) des pales (1) sur lesquelles est fixée l'autre garniture (5). 5. Disque selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite région périphérique est divisée en pales (18), toutes en porte-à-faux d'un même côté par rapport à un pied (20) assurant la liaison à la partie centrale (19), ces pales comportant, de chaque côté de ladite région périphéri- que, des zones de fixation (21, 21') et d'appui (22, 22') pour les garnitures (23, 25), les zones de fixation (21, 21') étant, avant fixation desdites garnitures (23, 25), en retrait (A) par rapport aux zones d'appui correspondantes (22, 22'). 6. Disque selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit retrait (A) est au plus de quelques dixièmes de mm. 7. Disque selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la fixation des garnitu- res (5, 6; 23, 25) sur ladite région périphérique est assurée par des rivets (16, 17; 24, 24') et/ou par collage.