Brevet FR2764656A1 — publié le 19981218

La présente invention a pour objet un disque de friction d'embrayage pour embrayage fonctionnant à sec, plus particulièrement pour véhicule automobile, ainsi qu'une couronne de frottement en matériau de friction, destinée à équiper un tel disque de friction. Un embrayage de véhicule automobile fonctionnant à sec comprend, d'une manière générale, un disque de friction muni de deux couronnes de frottement solidarisées chacune à un support éventuellement commun, le ou les supports étant relié(s) à un moyeu cannelé en prise avec un arbre d'entrée de boîte de vitesses. Un dispositif amortisseur de torsion est, en général, intercalé entre le ou les supports des couronnes et le moyeu cannelé. Un dispositif de progressivité est généralement placé entre les deux couronnes, réalisé par le ou les supports qui présente(nt), à cet effet, des dispositions particulières, ou par un dispositif additionnel. Le disque de friction est, en service, placé entre, d'une part, un plateau de réaction relié directement ou indirectement au vilebrequin du moteur du véhicule et, d'autre part, un plateau de pression d'un mécanisme d'embrayage comportant un couvercle relié au plateau de réaction et un système élastique, en pratique un ressort dit diaphragme, sollicitant axialement le plateau de pression qui est relié en rotation au couvercle tout en pouvant se déplacer axialement par rapport à celui-ci d'un manière limitée. En position embrayée, les couronnes de frottement du disque de friction sont serrées, sous l'effet du système élastique, entre le plateau de réaction et le plateau de pression, de sorte que le couple de rotation du moteur thermique est transmis à l'arbre d'entrée de boîte de vitesses. Des moyens débrayeurs, en pratique des doigts dont est muni le diaphragme, permettent, lorsqu'ils sont sollicités, d'annihiler l'effet du système élastique ce qui, sous l'effet de moyens de rappel du plateau de pression agissant entre le plateau de pression et le couvercle, provoque l'éloignement du plateau de pression par rapport au plateau de réaction et ainsi le desserrement des couronnes de frottement du disque de friction lequel, monté mobile axialement sur l'arbre d'entrée de boîte de vitesses, se déplace entre le plateau de réaction et le plateau de pression, ce qui a pour effet d'interrompre la transmission du couple du moteur. Afin que l'interruption de la transmission du couple soit totale, le débrayage doit être franc, c'est-à-dire que les couronnes de frottement ne doivent plus être en contact avec le plateau de réaction et le plateau de pression. La demanderesse a constaté l'existence de phénomènes perturbant le des serrement correct des couronnes de frottement. En effet, il se produit fréquemment un décollement inégal des couronnes de frottement de l'un des plateaux adjacents (plateau de réaction ou plateau de pression), voire un maintien contre l'un des plateaux, ce qui provoque la transmission d'un couple résiduel à l'arbre d'entrée de boîte de vitesses, qui a pour conséquence d'entraîner, d'une part, un passage difficile des rapports de boîtes de vitesses et, d'autre part, de causer une usure prématurée des organes de celle-ci. La présente invention a pour objet de pallier ces inconvénients. Un disque de friction d'embrayage pour embrayage fonctionnant à sec, plus particulièrement pour véhicule automobile présentant deux couronnes de frottement est, selon l'invention, caractérisé en ce que lesdites couronnes de frottement comportent des moyens générant une force de pression d'air sous l'effet de la rotation du disque de friction. Ainsi le décollement des couronnes de frottement et le desserrement du disque sont assurés correctement. Selon d'autres aspects de l'invention pris séparément ou dans toutes leurs combinaisons techniquement possibles - lesdits moyens générant une force de pression d'air comprennent des rainures ménagées sur la face de chacune des couronnes de frottement destinées à venir en contact avec respectivement un plateau de réaction et un plateau de pression d'un embrayage, qui sont disposées de manière symétrique d'une couronne de frottement à l'autre par rapport à un plan médian du disque de friction, en sorte de créer des forces de pression d'air de part et d'autre du disque de friction en rotation qui sont sensiblement égales en étant opposées - lesdites rainures comportent une rainure circonférentielle communiquant avec une pluralité de rainures radiales débouchant à la périphérie interne de la couronne de frottement - au moins une rainure radiale présente une section qui s'élargit dans la direction radiale vers l'extérieur de la couronne - ladite rainure circonférentielle est isolée de la périphérie externe de la couronne de frottement - ladite rainure circonférentielle est en communication avec la périphérie externe de la couronne de frottement par l'intermédiaire d'au moins une rainure dont la section s'élargit dans la direction radiale vers l'extérieur de la couronne - ladite rainure circonférentielle est en communication avec la périphérie externe de la couronne de frottement par l'intermédiaire d'un élément créant une perte de charge - ledit élément créant une perte de charge comprend au moins une rainure de plus faible section que lesdites rainures circonférentielle et/ou radiales - ledit élément créant une perte de charge comprend au moins une rainure dotée d'un étranglement - une seule rainure circonférentielle est ménagée dans la couronne de frottement - ladite rainure circonférentielle se trouve située dans une zone comprise entre la moitié du rayon de la couronne de frottement et la périphérie externe de celle-ci - ladite rainure circonférentielle se trouve sur un rayon situé entre environ les 2/3 du rayon de la couronne de frottement et sa périphérie externe - ladite rainure circonférentielle présente une section trapézoïdale - lesdites rainures radiales présentent une section trapézoïdale. L'invention concerne également une couronne de frottement pour disque de friction d'embrayage fonctionnant à sec, comportant des rainures ménagées sur une face destinée à venir au contact d'un plateau de réaction ou d'un plateau de pression d'un embrayage qui est caractérisée en ce que lesdites rainures comportent une rainure circonférentielle communiquant avec une pluralité de rainures radiales débouchant à la périphérie interne de la couronne de frottement. Selon d'autres aspects pris séparément ou dans toutes leurs combinaisons techniquement possibles - au moins une rainure radiale présente une section qui s'élargit dans la direction radiale vers l'extérieur de la couronne - ladite rainure circonférentielle est isolée de la périphérie externe de la couronne de frottement - ladite rainure circonférentielle est en communication avec la périphérie externe de la couronne de frottement par l'intermédiaire d'au moins une rainure dont la section s'élargit dans la direction radiale vers l'extérieur de la couronne - ladite rainure circonférentielle est en communication avec la périphérie externe de la couronne de frottement par l'intermédiaire d'un élément créant une perte de charge - ledit élément créant une perte de charge comprend au moins une rainure de plus faible section que lesdites rainures circonférentielle et/ou radiales - ledit élément créant une perte de charge comprend au moins une rainure dotée d'un étranglement - une seule rainure circonférentielle est ménagée dans la couronne de frottement - ladite rainure circonférentielle se trouve située dans une zone comprise entre la moitié du rayon de la couronne de frottement et la périphérie externe de celle-ci - ladite rainure circonférentielle se trouve sur un rayon situé entre environ les 2/3 du rayon de la couronne de frottement et sa périphérie externe - ladite rainure circonférentielle présente une section trapézoïdale - lesdites rainures radiales présentent une section trapézoïdale. On a pu constater que, grâce à l'invention, il se crée, lors du débrayage, un matelas d'air sous pression de même valeur entre chaque couronne du disque de friction et le plateau de l'embrayage associé (plateau de réaction ou plateau de pression), ce qui a pour effet de provoquer un décollement effectif et symétrique des couronnes de frottement et, par conséquent, un débrayage franc et total. D'autres aspects et avantages de l'invention apparaîtront dans la description ci-après d'un exemple de réalisation de l'invention en regard de la figure unique qui représente une vue partielle, de face, d'une couronne de frottement selon l'invention. Un disque de friction d'embrayage fonctionnant à sec comporte, de manière usuelle, deux couronnes de frottement directement ou indirectement solidarisées chacune à un support métallique qui peut être commun aux deux couronnes et qui, de préférence, forme ou est associé à un dispositif de progressivité. Un amortisseur de torsion est avantageusement disposé entre le(s) support(s) de couronnes de frottement et un moyeu cannelé destiné à être monté sur l'arbre d'entrée d'une boîte de vitesses. Chaque couronne de frottement 10 (voir figure unique) comporte des moyeux 20,30 générant une force de pression d'air sous l'effet de la rotation du disque de friction. Lesdits moyens générant une force de pression d'air comprennent des rainures 20,30 ménagées sur la face 11 de chacune des couronnes de frottement 10 destinées à venir en contact avec respectivement un plateau de réaction et un plateau de pression d'un embrayage qui, d'une couronne à l'autre, sont disposées de manière symétrique par rapport à un plan médian du disque de friction, en sorte de créer des forces de pression d'air de part et d'autre du disque de friction en rotation, qui sont sensiblement égales en étant opposées. Il a déjà été proposé de doter les couronnes de frottement de rainures mais celles-ci, destinées à recueillir et évacuer les poussières résultant de l'usure du matériau de frottement constituant les couronnes, n'ont aucun effet sur le décollement des couronnes, voire ont un effet néfaste. Comme on peut le voir sur la figure, lesdites rainures comportent une rainure circonférentielle 20 isolée de la périphérie externe 12 de la couronne 10, ainsi qu'une pluralité de rainures radiales 30 débouchant dans la rainure circonférentielle 20, ainsi qu'à la périphérie interne 13 de la couronne. En variante, non représentée, la rainure circonférentielle communique avec la périphérie externe 12 de la couronne par l'intermédiaire d'un élément créant une perte de charge tel qu'au moins une rainure présentant globalement, sur une partie au moins de son étendue, une section plus étroite que celle des rainures circonférentielle 20 et/ou radiale 30. La rainure circonférentielle 20 se trouve située dans une zone comprise entre la moitié du rayon de la couronne de frottement et la périphérie externe 12 de celle-ci et telle que représentée, la rainure circonférentielle 20 se trouve située sur un rayon situé entre environ les 2/3 du rayon de la couronne de frottement 10 et sa périphérie externe 12. La rainure circonférentielle 10 et/ou les rainures radiales 30 et de préférence toutes, présente(nt) une section de forme trapézoïdale. La demanderesse a découvert, en effet, que grâce à une telle forme de section qui éloigne vers l'extérieur le centre de gravité du matelas d'air emprisonné par les rainures, la force de répulsion tendant à éloigner chaque couronne 20 du plateau de l'embrayage associé est fortement augmentée, ce qui contribue à favoriser un débrayage franc et total. Des expérimentations ont pu mettre en évidence que la rainure circonférentielle 20 permet de capter un matelas d'air sous pression lorsque l'embrayage est en rotation et que les rainures radiales 30 alimentent en air, par effet centrifuge, la rainure circonférentielle 20. En variantes non représentées - tout ou partie des rainures radiales présente(nt) une section qui s'élargit dans la direction radiale vers l'extérieur de la couronne - la rainure circonférentielle est en communication avec la périphérie externe de la couronne de frottement par l'intermédiaire d'au moins une rainure radiale présentant une section qui s'élargit dans la direction radiale vers l'extérieur de la couronne de frottement. - les rainures radiales 30 sont remplacées par des rainures obliques, mais de telle sorte que d'une couronne à l'autre, en position montée sur le disque de friction, les rainures présentent une symétrie par rapport à un plan médian du disque de friction - plusieurs rainures circonférentielles sont prévues, plus particulièrement quand il s'agit d'un disque de friction de grand diamètre, communiquant entre elles par des rainures radiales. REVENDICATIONS 1) Disque de friction d'embrayage pour embrayage fonctionnant à sec, plus particulièrement pour véhicule automobile présentant deux couronnes de frottement (10), caractérisé en ce que lesdites couronnes de frottement (10) comportent des moyens (20,30) générant une force de pression d'air sous l'effet de la rotation du disque de friction. 2) Disque de friction selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens générant une force de pression d'air comprennent des rainures (20,30) ménagées sur la face (11) de chacune des couronnes de frottement destinées à venir en contact avec respectivement un plateau de réaction et un plateau de pression d'un embrayage, qui sont disposées de manière symétrique d'une couronne de frottement à l'autre par rapport à un plan médian du disque de friction, en sorte de créer des forces de pression d'air de part et d'autre du disque de friction en rotation qui sont sensiblement égales en étant opposées. 3) Disque de friction selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdites rainures comportent une rainure circonférentielle (20) communiquant avec une pluralité de rainures radiales (30) débouchant à la périphérie interne (13) de la couronne de frottement. 4) Disque de friction selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'au moins une rainure radiale présente une section qui s'élargit dans la direction radiale vers l'extérieur de la couronne. 5) Disque de friction selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que ladite rainure circonférentielle est isolée de la périphérie externe (12) de la couronne de frottement. 6) Disque de friction selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que ladite rainure circonférentielle (20) est en communication avec la périphérie externe (12) de la couronne de frottement par l'intermédiaire d'au moins une rainure radiale présentant une section qui s'élargit dans la direction radiale vers l'extérieur de la couronne de frottement. 7) Disque de friction selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que ladite rainure circonférentielle (20) est en communication avec la périphérie externe (12) de la couronne de frottement par l'intermédiaire d'un élément créant une perte de charge. 8) Disque de friction selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit élément créant une perte de charge comprend au moins une rainure de plus faible section que lesdites rainures circonférentielle et/ou radiales. 9) Disque de friction selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit élément créant une perte de charge comprend au moins une rainure dotée d'un étranglement. 10) Disque de friction selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisé en ce qu'une seule rainure circonférentielle (20) est ménagée dans la couronne de frottement. 11) Disque de friction selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite rainure circonférentielle (20) se trouve située dans une zone comprise entre la moitié du rayon de la couronne de frottement et la périphérie externe (12) de celle-ci. 12) Disque de friction selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite rainure circonférentielle (20) se trouve sur un rayon situé entre environ les 2/3 du rayon de la couronne de frottement et sa périphérie externe (12). 13) Disque de friction selon l'une quelconque des revendications 3 à 12, caractérisé en ce que ladite rainure circonférentielle (20) présente une section trapézoïdale. 14) Disque de friction selon l'une des revendications 3 à 13, caractérisé en ce que lesdites rainures radiales (30) présentent une section trapézoïdale. 15) Couronne de frottement pour disque de friction d'embrayage fonctionnant à sec comportant des rainures ménagées sur une face destinée à venir au contact d'un plateau de réaction ou d'un plateau de pression d'un embrayage, caractérisée en ce que lesdites rainures comportent une rainure circonférentielle (20) communiquant avec une pluralité de rainures radiales (30) débouchant à la périphérie interne (13) de la couronne de frottement. 16) Couronne de frottement selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'au moins une rainure radiale présente une section qui s'élargit dans la direction radiale vers l'extérieur de la couronne. 17) Couronne de frottement selon la revendication 15 ou 16, caractérisée en ce que ladite rainure circonférentielle est isolée de la périphérie externe (12) de la couronne de frottement. 18) Couronne de frottement selon la revendication 15 ou 16, caractérisé en ce que ladite rainure circonférentielle (20) est en communication avec la périphérie externe (12) de la couronne de frottement par l'intermédiaire d'au moins une rainure radiale présentant une section qui s'élargit dans la direction radiale vers l'extérieur de la couronne de frottement. 19) Couronne de frottement selon la revendication 15 ou 16, caractérisée en ce que ladite rainure circonférentielle (20) est en communication avec la périphérie externe (12) de la couronne de frottement par l'intermédiaire d'un élément créant une perte de charge. 20) Couronne de frottement selon la revendication 19, caractérisée en ce que ledit élément créant une perte de charge comprend au moins une rainure de plus faible section que lesdites rainures circonférentielles et/ou radiales. 21) Couronne de frottement selon la revendication 19, caractérisée en ce que ledit élément créant une perte de charge comprend au moins une rainure dotée d'un étranglement. 22) Couronne de frottement selon l'une quelconque des revendications 15 à 21, caractérisée en ce qu'une seule rainure circonférentielle (20) est ménagée dans la couronne de frottement. 23) Couronne de frottement selon la revendication 22, caractérisé en ce que ladite rainure circonférentielle (20) se trouve située dans une zone comprise entre la moitié du rayon de la couronne de frottement et la périphérie externe (12) de celle-ci. 24) Couronne de frottement selon la revendication 23, caractérisée en ce que ladite rainure circonférentielle se trouve sur un rayon situé entre environ les 2/3 du rayon de la couronne de frottement et sa périphérie externe (12). 25) Couronne de frottement selon l'une quelconque des revendications 15 à 24, caractérisée en ce que ladite rainure circonférentielle (20) présente une section trapézoïdale. 26) Couronne de frottement selon l'une quelconque des revendications 15 à 25, caractérisée en ce que lesdites rainures radiales (30) présentent une section trapézoïdale.