Brevet FR2873774A1 — publié le 20060203

La présente invention concerne un dispositif de friction pour un embrayage, notamment de véhicule automobile, et un embrayage comportant un tel dispositif. Dans un véhicule automobile, un embrayage, de type simple ou double, est destiné à coupler des organes rotatifs menant et mené d'axes de rotation sensiblement alignés. L'organe rotatif menant est couplé au moteur, plus particulièrement à un vilebrequin du moteur, et l'organe mené est couplé à un arbre de boîte de vitesse. L'embrayage comporte au moins un mécanisme entraîné en rotation par l'organe menant, ce mécanisme étant fixé sur un volant d'inertie solidaire du vilebrequin. Le mécanisme comprend un couvercle, un diaphragme et un plateau de pression tous liés en rotation avec l'organe menant. L'embrayage comporte en outre un dispositif de friction, comportant un disque de friction lié en rotation avec l'organe mené. Afin de coupler les organes rotatifs menant et mené, le diaphragme enserre le disque de friction entre le plateau de pression et un plateau de réaction solidaire en rotation du couvercle. En général, le plateau de réaction est formé par le volant d'inertie. Le disque de friction comporte un support de forme générale de révolution, portant des première et seconde garnitures de friction agencées respectivement sur des première et seconde faces de portée du support. Ces première et seconde faces de portée sont décalées axialement, de manière à générer une souplesse axiale entre les première et seconde garnitures de friction. Le décalage axial des première et seconde faces de portée, aussi appelé progressivité, permet un déplacement axial de faible amplitude des première et seconde garnitures l'une par rapport à l'autre lorsque le disque de friction est enserré entre le plateau de pression et le plateau de réaction. En général, le déplacement des première et seconde garnitures l'une par rapport à l'autre est inférieur à 1 mm, de préférence entre 0,5 et 0,7 mm. Le serrage du disque de friction entre le plateau de pression et le plateau de réaction est commandé par un utilisateur du véhicule automobile au moyen d'une pédale de commande. La pédale de commande est déplaçable entre une position de débrayage, dans laquelle le disque de friction n'est pas enserré, et une position d'embrayage, dans laquelle le disque de friction est enserré. Le déplacement du plateau de réaction par rapport au plateau de pression étant lié au déplacement de la pédale de commande, la progressivité permet, lors du serrage du disque de friction, une course plus grande de la pédale de commande. En effet, le déplacement axial des première et seconde garnitures l'une par rapport à l'autre, lors du serrage progressif du disque de pression, entraîne une course supplémentaire de la pédale de commande entre le début et la fin de l'augmentation de l'effort de serrage. Il existe parfois des défauts de parallélisme entre les plateaux de pression et de réaction, par exemple lors d'une élévation de la température des plateaux qui entraîne des déformations de ces plateaux. Dans ce cas, la progressivité permet de garder un effort de serrage du disque de friction réparti de manière sensiblement uniforme sur chacune des première et seconde garnitures de friction. Cette répartition uniforme de l'effort de serrage est importante pour assurer une bonne durée de vie de l'embrayage. Afin d'assurer la progressivité, on a déjà proposé, dans l'état de la technique, notamment dans FR-A-2 693 778, un dispositif de friction pour un embrayage, notamment de véhicule automobile, du type comportant: des première et seconde garnitures de friction, sensiblement annulaires et coaxiales, et un support de forme générale de révolution comportant un moyeu prolongé radialement par au moins une pale périphérique délimitée par deux bords angulaires, la pale comprenant une face de portée liée à la première garniture et au moins une face de portée libre en contact avec la seconde garniture, les faces de portée liée et libre étant séparées entre elles par un décrochement de pale axial, délimité par deux lignes de pliage. Le décrochement de pale axial ménagé dans le support crée un effet ressort entre les première et seconde garnitures lors de leur compression entre les plateaux de pression et de réaction. Cet effet ressort assure la progressivité de l'activation de l'embrayage. Or, on souhaite augmenter le couple moteur transmis par un embrayage, sans pour autant augmenter les dimensions de cet embrayage, qui doit respecter des contraintes d'encombrement imposées par les constructeurs automobiles. Afin d'augmenter le couple transmis par l'embrayage, on augmente généralement l'effort de serrage appliqué par le plateau de pression. Par ailleurs, les garnitures de friction étant délimitées par des rayons intérieur et extérieur, un embrayage comporte en général des moyens d'amortissement de vibrations agencés sur un rayon inférieur au rayon intérieur des garnitures de friction. De préférence, on choisira d'augmenter le rayon intérieur des garnitures de friction afin de loger des moyens d'amortissement plus encombrants, et donc plus efficaces. Dans ce cas, les surfaces des garnitures de friction diminuent. L'augmentation de l'effort de serrage appliqué par le plateau de pression et la diminution des surfaces des garnitures de friction entraînent une augmentation notable de la pression exercée sur les garnitures, et donc sur le décrochement de pale assurant la progressivité. Des contraintes importantes apparaissent ainsi dans certaines parties des pales du support, en particulier, les parties délimitées par des contours anguleux. Ces contraintes induisent un travail en fatigue plus important, une usure plus rapide, ainsi que des risques de rupture. L'invention a notamment pour but de remédier à cette usure prématurée d'un dispositif de friction d'un embrayage destiné à la transmission de couples élevés. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de friction du type précité, où chaque bord angulaire comprend une partie concave délimitant le décrochement de pale et des parties des faces de portée liée et libre adjacentes à ce décrochement de pale, la partie concave du bord angulaire formant une courbe concave qui, en tout point délimitant le décrochement de pale, présente une tangente formant un angle compris entre 70 et 110 avec la ligne de pliage la plus proche du point où est considérée la tangente. Cette forme de la pale est optimisée pour que les contraintes dans cette pale soient réparties le mieux possible, ce qui limite efficacement les risques de rupture de la pale et augmente la durée de vie du dispositif de friction. Un dispositif de friction selon l'invention peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - tout point de la courbe concave délimitant la face de portée libre présente une tangente formant un angle compris entre 70 et 110 avec la ligne de pliage la plus proche du point où est considérée la tangente; - la partie concave du bord angulaire délimitant la face de portée libre s'étend entre la partie du bord angulaire délimitant le décrochement de pale et une partie rectiligne du bord angulaire coïncidant sensiblement avec un rayon du support; la partie concave du bord angulaire délimitant la face de portée liée s'étend entre la partie du bord angulaire délimitant le décrochement de pale et une partie du bord angulaire délimitant un décrochement de moyeu axial reliant le moyeu à la pale; le décrochement de moyeu est délimité par deux lignes de pliage, tout point de la partie concave du bord angulaire délimitant la face de portée liée présentant une tangente formant un angle compris entre 70 et 110 avec la ligne de pliage, délimitant le décrochement de pale ou de moyeu, la plus proche du point où est considérée la tangente; la partie concave du bord angulaire délimite également le décrochement de moyeu et une partie du moyeu adjacente à ce décrochement de moyeu; la face de portée libre de la pale est délimitée par le bord angulaire de la pale et par un bord périphérique circulaire adjacent à ce bord angulaire de la pale; le décrochement de pale est délimité par deux lignes de pliage sensiblement parallèles inclinées par rapport à un rayon médian de la pale d'un angle compris entre 40 et 50 ; - la pale comprend deux faces de portée libres délimitées respectivement par les deux bords angulaires de la pale; la pale comprend une face de portée libre ménagée sur une languette s'étendant dans une lumière de la pale intercalée angulairement entre les deux faces de portée libres délimitées respectivement par les deux bords angulaires de la pale; le moyeu est prolongé radialement par au moins deux pales périphériques adjacentes délimitées respectivement par deux bords angulaires adjacents reliés entre eux par un bord de moyeu concave; le moyeu est prolongé radialement par plusieurs pales périphériques, les pales reliées à la première garniture alternant avec les pales reliées à la seconde garniture; au moins une garniture de friction annulaire est délimitée par des contours extérieur et intérieur, tels que le rapport du diamètre du contour extérieur sur le diamètre du contour intérieur est inférieur à 1, 4, de préférence inférieur à 1,35; au moins une garniture de friction est collée à la face de portée liée; le dispositif de friction comporte un dispositif de rattrapage d'usure. L'invention concerne également un embrayage pour véhicule automobile comportant un dispositif de friction tel que décrit précédemment. De manière optionnelle, l'embrayage étant destiné à coupler des organes rotatifs menant et mené, l'organe rotatif mené est lié en rotation à un arbre d'entrée d'une boîte de vitesse automatique. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un dispositif de friction selon un mode de réalisation de l'invention; la figure 2 est une vue partielle de face d'un support du dispositif de friction de la figure 1; la figure 3 est une vue similaire à celle de la figure 2 d'un support de dispositif de friction selon une variante de réalisation. On a représenté sur la figure 1 un dispositif de friction 10 pour un embrayage, notamment de véhicule automobile. Le dispositif de friction 10 comporte un amortisseur 12 pour la transmission d'un couple de rotation d'un organe menant, tel qu'un vilebrequin d'un moteur du véhicule automobile, à un arbre mené, tel qu'un arbre d'entrée d'une boîte de vitesses. A cet effet, l'amortisseur 12 est monté entre un élément rotatif d'entrée, tel qu'un disque de friction 14 susceptible d'être lié en rotation au vilebrequin, et un élément rotatif de sortie, tel qu'un moyeu cylindrique 16 susceptible d'être lié en rotation à l'arbre d'entrée de boîte de vitesses. On notera que les éléments d'entrée 14 et de sortie 16 sont sensiblement coaxiaux. L'embrayage comporte au moins un mécanisme (non représenté) entraîné en rotation par l'organe menant, ce mécanisme étant fixé sur un volant d'inertie solidaire du vilebrequin. Le mécanisme comprend un couvercle, un diaphragme et un plateau de pression tous liés en rotation avec l'organe menant. Afin de coupler les organes rotatifs menant et mené, le diaphragme enserre le disque de friction 14 entre le plateau de pression et un plateau de réaction solidaire en rotation du couvercle. L'amortisseur 12 est destiné à filtrer des vibrations en provenance du moteur du véhicule automobile. A cet effet, l'amortisseur 12 comporte des moyens d'amortissement 17, intercalés entre des rondelles de guidage 18 et 20, liées en rotation au disque de friction 14 grâce à des rivets 22, et un voile 24, lié en rotation au moyeu 16. Le disque de friction 14 comporte un support 28 de forme générale de révolution, portant des première 30 et seconde 32 garnitures de friction sensiblement annulaires et coaxiales. Le support 28, représenté plus en détail sur la figure 2, comporte un moyeu 34 prolongé radialement par des pales périphériques 36. Chaque pale périphérique 36 est délimitée par deux bords angulaires 38A et 38B et un bord périphérique circulaire 42 adjacent aux bords angulaires 38A et 38B. On notera que deux bords angulaires adjacents 38A, 38B de deux pales périphériques 36 adjacentes sont reliés entre eux par un bord concave 43 du moyeu 34. Chaque pale 36 comprend une face de portée 44 liée à la première garniture 30, grâce à des moyens classiques de liaison 45, et des première et seconde faces de portée libre 46A, 46B en contact avec la seconde garniture 32. Les faces de portée liée 44 et libres 46A, 46B sont séparées entre elles respectivement par des décrochements de pale axiaux 50A, 50B. Chaque décrochement 50A, 50B est délimité par deux lignes de pliage 52A, 54A, 52B, 54B. On notera que le support 28 comporte des pales 36 reliées à la première garniture 30 alternant avec les pales 36 reliées à la seconde garniture 32. Dans le mode de réalisation représenté, les moyens de liaison 45 sont des orifices d'accrochage de rivets. On notera que, dans ce cas, une tête de rivet dépasse dans l'épaisseur de la garniture de friction 30, 32. Au fur et à mesure que la garniture 30, 32 s'use, son épaisseur diminue jusqu'à ce que, lorsque le disque de friction est enserré, le plateau de pression (respectivement de réaction) entre en contact avec la tête de rivet plutôt qu'avec la garniture. L'embrayage ne peut alors plus fonctionner correctement. Afin d'augmenter la durée de vie de la garniture de friction 30, 32, les moyens de liaison pourront être, en variante, des moyens de collage. Dans ce cas, une plus grande épaisseur de la garniture de friction 30, 32 devra être usée avant que l'embrayage ne fonctionne plus correctement. Le fait que la garniture de friction 30, 32 soit collée sur le support 28 permet en outre de réduire l'incrustation des pales 36 dans la garniture de friction 30, 32. Chaque face de portée libre 46A, 46B est délimitée par un bord angulaire 38A, 38B de la pale 36 et le bord périphérique circulaire 42 adjacent au bord angulaire 38A, 38B correspondant. En général, les deux lignes de pliage 52A, 54A (respectivement 52B, 54B) délimitant le décrochement 50A (respectivement 50B) sont sensiblement parallèles et inclinées par rapport à un rayon médian de la pale 36 d'un angle compris entre 40 et 50 , de préférence égal à 45 . La pale 36 comporte en outre une troisième face de portée libre 55 ménagée sur une languette 56 s'étendant dans une lumière 57 de la pale 36 intercalée angulairement entre les deux faces de portées libres 46A, 46B. La faces de portée liée 44 et la troisième face de portée libre 55 sont séparées entre elles par un décrochement 58. Ce décrochement 58 est délimité par deux lignes de pliage 591 et 59E. Dans ce qui suit, on assimilera la forme de la pale 36 à la forme de la projection orthogonale de cette pale 36 sur un plan perpendiculaire à l'axe du disque de friction 14, en particulier le plan de la figure 2. Chaque bord angulaire 38A, 38B comprend une partie concave 60A, 60B 5 délimitant le décrochement 50A, 50B de pale et délimitant des parties des faces de portée liée 44 et libre 38A, 38B adjacentes à ce décrochement 50A, 50B de pale. La partie concave 60A, 60B du bord angulaire 38A, 38B forme une courbe concave qui, en tout point délimitant le décrochement 50A, 50B de pale, présente une tangente formant un angle compris entre 70 et 110 avec la ligne de pliage 52A, 52B ou 54A, 54B la plus proche du point où est considérée la tangente. On notera que la partie concave 60A, 60B du bord angulaire 38A, 38B délimitant la face de portée libre 46A, 46B s'étend entre la partie du bord angulaire délimitant le décrochement 50A, 50B de pale et une partie rectiligne 62A, 62B du bord angulaire coïncidant sensiblement avec un rayon du support 28. Tout point de la courbe concave délimitant la face de portée libre 46A, 46B présente une tangente formant un angle compris entre 70 et 110 avec la ligne de pliage 52A, 52B. En variante, comme cela est représenté sur la figure 3, la face de portée libre 46A, 46B comporte un bord arrondi 63A, 63B entre la partie du bord angulaire délimitant le décrochement 50A, 50B de pale et la partie rectiligne 62A, 62B du bord angulaire coïncidant sensiblement avec un rayon du support 28 Par ailleurs, la partie concave 60A, 60B délimitant la face de portée liée 44 s'étend entre la partie du bord angulaire 38A, 38B délimitant le décrochement de pales 50A, 50B et une partie du bord angulaire 38A, 38B délimitant un décrochement 64A, 64B de moyeu axial reliant le moyeu 34 à la pale 36. Ce décrochement 64A, 64B de moyeu est délimité par deux lignes de pliage 66A et 68A, 66B et 68B. Ainsi, tout point de la partie concave 60A, 60B du bord angulaire 38A, 38B délimitant la face de portée liée 44 présente une tangente formant un angle compris entre 70 et 110 avec la ligne de pliage la plus proche du point où est considéré la tangente, parmi la ligne de pliage 54A, 54B délimitant le décrochement de pale 50A, 50B et la ligne de pliage 66A, 66B délimitant le décrochement 64A, 64B du moyeu. La partie concave 60A, 60B du bord angulaire 38A, 38B délimite également le décrochement 64A, 64B de moyeu et une partie du moyeu 34 adjacente à ce décrochement 64A, 64B de moyeu. Cette forme de la pale 36 est optimisée pour que les contraintes dans cette 35 pale 36 soient réparties le mieux possible, ce qui limite efficacement les risques de rupture de cette pale 36 et augmente la durée de vie du dispositif de friction. Par conséquent, les surfaces actives des première 30 et seconde 32 garnitures de friction peuvent être réduites par rapport à celles des garnitures de friction classiques. Ainsi, chaque garniture de friction annulaire 30, 32 étant délimitée par des contours radialement extérieur et intérieur, on choisira de préférence un rapport du diamètre extérieur sur le diamètre du contour intérieur inférieur à 1,4, par exemple inférieur à 1,35. Ceci permet, à diamètre du contour extérieur sensiblement identique par rapport à une garniture classique, d'augmenter le diamètre intérieur de la garniture de façon à augmenter l'espace disponible pour l'amortisseur 12. On notera que les pales 36 peuvent accepter une pression supérieure à trois bars. Cela permet d'augmenter la force de pression appliquée à chaque garniture de friction, une pression élevée compensant la faible surface des garnitures de friction. La présente invention contribue à l'augmentation de la durée de vie de l'embrayage. Afin d'optimiser cette augmentation de durée de vie, l'embrayage comporte avantageusement un dispositif (non représenté) de rattrapage d'usure des garnitures de friction 30, 32. On rappelle qu'un dispositif de rattrapage d'usure permet que le diaphragme de l'embrayage ait une position lors du serrage du disque de friction 14 qui soit sensiblement indépendante de l'usure des garnitures de friction 30, 32. On notera que l'invention est particulièrement adaptée à un embrayage dont l'organe rotatif mené est lié en rotation à un arbre d'entrée d'une boîte de vitesse automatique. En effet, une boîte de vitesses automatique induisant généralement un nombre d'actionnement de l'embrayage plus important qu'une boîte de vitesses manuelle, il est avantageux que cet embrayage soit moins sensible à l'usure, comme c'est le cas pour un embrayage selon l'invention. REVENDICATIONS, 1. Dispositif de friction (10) pour un embrayage, notamment de véhicule automobile, du type comportant: des première (30) et seconde (32) garnitures de friction, sensiblement annulaires et coaxiales, et - un support (28) de forme générale de révolution comportant un moyeu (34) prolongé radialement par au moins une pale (36) périphérique délimitée par deux bords angulaires (38A, 38B), la pale (36) comprenant une face de portée (44) liée à la première garniture (30) et au moins une face de portée libre (46A, 46B, 55) en contact avec la seconde garniture (32), les faces de portée liée (44) et libre (46A, 46B) étant séparées entre elles par un décrochement (50A, 50B) de pale axial, délimité par deux lignes (52A, 54A;52B, 54B) de pliage, caractérisé en ce que chaque bord angulaire (38A, 38B) comprend une partie concave (60A, 60B) délimitant le décrochement de pale (50A, 50B) et des parties des faces de portée liée (44) et libre (46A, 46B) adjacentes à ce décrochement de pale (50A, 50B), la partie concave (60A, 60B) du bord angulaire (38A, 38B) formant une courbe concave qui, en tout point délimitant le décrochement (50A, 50B) de pale, présente une tangente formant un angle compris entre 70 et 110 avec la ligne de pliage (52A, 54A;52B, 54B) la plus proche du point où est considérée la tangente. 2. Dispositif (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que tout point de la courbe concave délimitant la face de portée libre (46A, 46B) présente une tangente formant un angle compris entre 70 et 110 avec la ligne de pliage (52A, 52B) la plus proche du point où est considérée la tangente. 3. Dispositif (10) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie concave (60A, 60B) du bord angulaire (38A, 38B) délimitant la face de portée libre (46A, 46B) s'étend entre la partie du bord angulaire (38A, 38B) délimitant le décrochement de pale (50A, 50B) et une partie rectiligne (62A, 62B) du bord angulaire (38A, 38B) coïncidant sensiblement avec un rayon du support (28). 4. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie concave (60A, 60B) du bord angulaire délimitant la face de portée liée (44) s'étend entre la partie du bord angulaire délimitant le décrochement de pale (50A, 50B) et une partie du bord angulaire délimitant un décrochement (64A, 64B) de moyeu axial reliant le moyeu (34) à la pale (36). 5. Dispositif (10) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le décrochement de moyeu (64A, 66B) est délimité par deux lignes de pliage (66A, 68A; 66B, 68B), tout point de la partie concave (60A, 60B) du bord angulaire (38A, 38B) délimitant la face de portée liée (44) présentant une tangente formant un angle compris entre 70 et 110 avec la ligne de pliage, délimitant le décrochement de pale (54A, 54B) ou de moyeu (66A, 66B), la plus proche du point où est considérée la tangente. 6. Dispositif (10) selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la partie concave (60A, 60B) du bord angulaire (38A, 38B) délimite également le décrochement de moyeu (64A, 64B) et une partie du moyeu (34) adjacente à ce décrochement de moyeu (64A, 64B). 7. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face de portée libre (46A, 46B) de la pale (36) est délimitée par le bord angulaire (38A, 38B) de la pale (36) et par un bord périphérique circulaire (42) adjacent à ce bord angulaire (38A, 38B) de la pale (36). 8. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le décrochement de pale (50A, 50B) est délimité par deux lignes de pliage (52A, 54A; 52B, 54B) sensiblement parallèles inclinées par rapport à un rayon médian de la pale (36) d'un angle compris entre 40 et 50 . 9. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pale (36) comprend deux faces de portée libres (46A, 46B) délimitées respectivement par les deux bords angulaires (38A, 38B) de la pale (36). 10. Dispositif (10) selon la revendication 9, caractérisé en ce que la pale (36) comprend une face de portée libre (55) ménagée sur une languette (56) s'étendant dans une lumière (57) de la pale (36) intercalée angulairement entre les deux faces de portée libres (46A, 46B) délimitées respectivement par les deux bords angulaires (38A, 38B) de la pale (36). 11. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyeu (34) est prolongé radialement par au moins deux pales (36) périphériques adjacentes délimitées respectivement par deux bords angulaires adjacents (38A, 38B) reliés entre eux par un bord concave (43) de moyeu. 12. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyeu (34) est prolongé radialement par plusieurs pales (36) périphériques, les pales (36) reliées à la première garniture (30) alternant avec les pales reliées à la seconde garniture (32). 13. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une garniture de friction (30, 32) annulaire est délimitée par des contours extérieur et intérieur, tels que le rapport du diamètre du contour extérieur sur le diamètre du contour intérieur est inférieur à 1,4, de préférence inférieur à 1,35. 14. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une garniture de friction (30, 32) est collée à la face de portée liée. 15. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de rattrapage d'usure. 16. Embrayage pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes. 17. Embrayage pour véhicule automobile selon la revendication 16, destiné à coupler des organes rotatifs menant et mené, caractérisé en ce que l'organe rotatif mené est lié en rotation à un arbre d'entrée d'une boîte de vitesse automatique.