Brevet FR2894003A1 — publié le 20070601

La présente invention se rapporte à un ensemble de friction pour embrayage notamment de véhicule automobile. Comme cela est connu en soi, un ensemble de friction pour embrayage peut comprendre: - des moyens d'amortissement principaux comprenant des moyens élastiques et deux ensembles de frottement dits à hystérésis , et - des moyens d'amortissement secondaires (appelés également moyens de pré-amortissement) disposés radialement à l'intérieur desdits moyens élastiques. Comme cela est connu en soi, les moyens d'amortissement principaux et secondaires permettent d'amortir les vibrations dues notamment aux acyclismes du moteur. Les moyens d'amortissement principaux agissent essentiellement lorsqu'une vitesse est engagée, et les moyens d'amortissement secondaires agissent essentiellement lorsque la boîte de vitesses est au point mort. Un tel ensemble de friction comporte comme inconvénient notamment de présenter un fort encombrement axial, ce qui le rend difficilement compatible avec les contraintes géométriques inhérentes notamment à la conception de certains groupes motopropulseurs. La présente invention a pour but de remédier notamment à cet inconvénient. On atteint ce but de l'invention avec un ensemble de friction pour embrayage, du type comprenant : - des moyens d'amortissement principaux comprenant des moyens élastiques et deux ensembles de frottement, et - des moyens d'amortissement secondaires disposés radialement à l'intérieur desdits moyens élastiques, l'un desdits ensembles de frottement étant situé au moins en partie radialement à l'intérieur desdits moyens élastiques, l'autre ensemble de frottement étant situé au moins en partie radialement à l'extérieur desdits moyens élastiques. Le fait de séparer radialement les deux ensembles de frottement permet d'éviter d'avoir à les empiler axialement, comme c'est le cas dans l'état de la technique. On obtient de la sorte un gain d'encombrement axial, rendant cet ensemble de friction particulièrement adapté aux géométries d'embrayages fortement contraintes. Suivant d'autres caractéristiques optionnelles de l'ensemble de friction selon l'invention : - ledit ensemble de friction comprend deux rondelles de guidage reliées entre elles par des entretoises, et un voile interposé entre lesdites deux rondelles de guidage et traversé par lesdites entretoises, ce voile comportant des encoches correspondant auxdites entretoises autorisant une rotation limitée de ce voile par rapport auxdites deux rondelles de guidage, lesdits moyens élastiques comprenant une pluralité de ressorts hélicoïdaux interposés entre ledit voile et lesdites deux rondelles de guidage, - l'ensemble de frottement situé au moins en partie radialement à l'intérieur desdits moyens élastiques comprend une petite rondelle à pattes interposée entre l'une des deux rondelles de guidage et ledit voile, une petite rondelle élastique interposée entre ladite l'une des deux rondelles de guidage et ladite petite rondelle à pattes, et une petite rondelle de frottement interposée entre ledit voile et l'autre desdites deux rondelles de guidage, - ladite petite rondelle de frottement comprend des doigts orientés axialement et coopérant avec ladite l'autre desdites deux rondelles de guidage, -l'ensemble de frottement situé au moins en partie radialement à l'extérieur desdits moyens élastiques comprend une grande rondelle à pattes disposée radialement à l'extérieur dudit voile, une grande rondelle élastique interposée entre l'une des deux rondelles de guidage et ladite grande rondelle à pattes, et une grande rondelle de frottement interposée entre ladite grande rondelle à pattes et l'autre desdites deux rondelles de guidage, - ladite grande rondelle de frottement comprend des doigts orientés axialement et coopérant respectivement avec lesdites encoches, -lesdites encoches présentent une forme asymétrique, et comprennent d'une part un profil arrondi à l'une de leurs extrémités destinée à coopérer avec une entretoise lorsque le couple est transmis de la boîte de vitesses au moteur, et d'autre part une dent à l'autre de leurs extrémités destinée à coopérer avec un doigt de ladite grande rondelle de frottement lorsque le couple est transmis du moteur à la boîte de vitesses. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen des figures annexées, dans lesquelles : - la figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un ensemble de friction selon l'invention, - la figure 2 est une vue de dessus de cet ensemble de friction, - la figure 3 est une vue en coupe axiale selon la ligne 3-3 de la figure 2 de cet ensemble de friction, - la figure 4 est une vue de dessus de cet ensemble de friction en configuration de transmission de couple du moteur vers la boîte de vitesses (mode de transmission direct ) ; cette figure comprend quatre secteurs angulaires A, B, C et D pour lesquels, respectivement : - aucune pièce n'a été enlevée, - la rondelle de guidage 5 a été enlevée, - la rondelle de guidage 5 et la grande rondelle de frottement 45 ont été enlevées, et - la rondelle de guidage 5, la grande rondelle de frottement 45 et le voile 9 ont été enlevés, et - la figure 5 est une vue analogue à celle de la figure 4, pour une configuration de transmission du couple de la boîte de vitesses vers le moteur (mode de transmission rétro ). On se reporte à la figure 1 sur laquelle on voit que l'ensemble de friction selon l'invention comprend une première rondelle de guidage 1 à la périphérie de laquelle sont disposées des garnitures de friction 3. Une deuxième rondelle de guidage 5 est reliée à la première rondelle de guidage 1 par une pluralité (5 dans l'exemple représenté) d'entretoises 7. Un voile 9 est monté entre les première 1 et deuxième 5 rondelles de guidage. Ce voile comporte à sa périphérie des encoches 11 traversées par les entretoises 7. Des ressorts hélicoïdaux 13 sont disposés dans des logements 15 répartis de manière circulaire sur le voile 9. Ces ressorts hélicoïdaux coopèrent avec des logements 17 et 19 formés respectivement dans les rondelles de guidage 1 et 5. Le voile 9 comporte en son centre un orifice 21 apte à recevoir un moyeu cranté 23. L'orifice 21 et le moyeu cranté 23 sont conformés de sorte que celui-ci puisse tourner de manière limitée à l'intérieur de celui-là. Des bordures 25, 27 formées dans les zones centrales des deux rondelles de guidage 1, 5 ainsi que des ressorts 31 de plus petite taille que les ressorts 13, sont prévus de manière à amortir le couple de rotation du moyeu 23 par rapport au voile 9. Ces rondelles et ces ressorts forment des moyens d'amortissement secondaires (ou de pré-amortissement ) connus en soi, et il n'est pas utile de les décrire plus en détail dans le cadre de l'exposé de la présente invention. Une grande rondelle 33 comprenant une pluralité de pattes 35 est disposée radialement à l'extérieur du voile 9, comme cela est particulièrement visible sur la figure 3. Les pattes 35 et la grande rondelle 33 coopèrent avec des rainures 37 formées dans la première rondelle de guidage 1. En variante, la première rondelle de guidage 1 comporte, sur une périphérie externe radialement, un disque progressif portant des garnitures de friction 3 et comportant les rainures 37. Une grande rondelle élastique 39, du type rondelle Belleville , est interposée entre la première rondelle de guidage 1 et la rondelle à pattes 33. En variante, la grande rondelle élastique 39 est interposée entre le disque progressif et la rondelle à pattes 33. Cette grande rondelle élastique 39 comporte une pluralité d'encoches 41 coopérant avec les entretoises 7, empêchant la rotation de cette grande rondelle élastique 39 par rapport à la première rondelle de guidage 1. Comme cela est visible sur la figure 3, la grande rondelle élastique 39 prend appui sur un épaulement 43 de la grande rondelle à pattes 33. Une grande rondelle de frottement 45 est par ailleurs interposée entre la grande rondelle à pattes 33 et la deuxième rondelle de guidage 5. Cette grande rondelle de frottement 45 comporte des doigts 47 rabattus axialement, aptes à coopérer avec les encoches 11 du voile 9. On pourra noter, en examinant en particulier les figures 4 et 5, que les encoches 11 du voile 9 présentent une forme asymétrique particulière : ces encoches présentent en effet un profil arrondi 48a à l'une de leurs extrémités, et une dent 48b à l'autre extrémité, dont la fonction sera explicitée plus loin. Une petite rondelle 49 comprenant une pluralité de pattes 51 est disposée entre la première rondelle de guidage 1 et le voile 9, comme cela est particulièrement visible sur la figure 3. Les pattes 51 de cette petite rondelle 49 coopèrent avec des orifices 53 formés dans la première rondelle de guidage 1. Une petite rondelle élastique 55, du type rondelle Belleville , est interposée entre la première rondelle de guidage 1 et la petite rondelle à pattes 49. Une petite rondelle de frottement 57 est par ailleurs interposée entre le voile 9 et la deuxième rondelle de guidage 5. Cette petite rondelle de frottement 57 comporte des doigts 59 rabattus axialement, aptes à coopérer avec la deuxième rondelle de guidage 5. La grande rondelle élastique 39, la grande rondelle à pattes 33 et la grande rondelle de frottement 45 d'une part, et la petite rondelle élastique 55, la petite rondelle à pattes 49 et la petite rondelle de frottement 57 d'autre part forment deux ensembles de frottement qui, en association avec les ressorts 13, définissent des moyens d'amortissement principaux, dits également primaires . Le mode de fonctionnement et les avantages de l'ensemble de friction qui vient d'être décrit découlent directement de la description qui précède. Cet ensemble de friction est destiné à être placé à l'intérieur d'un embrayage interposé entre un arbre menant (également appelé primaire ) et un arbre mené (dit également secondaire ). La première rondelle de guidage 1 est destinée à être couplée en rotation à l'arbre menant par l'intermédiaire des garnitures de friction 3 pincées par des plateaux de pression (non représentés). Lorsque ce couplage est effectué, les deux rondelles de guidage 1 et 5, ainsi que la grande rondelle élastique 39, la grande rondelle à pattes 33, la petite rondelle élastique 51 et la petite rondelle à pattes 49, tournent ensemble. Le voile 9 peut quant à lui osciller en rotation par rapport aux organes susmentionnés, dans la limite autorisée par la longueur circonférentielle des encoches 11. Les oscillations, provoquées par les ressorts hélicoïdaux 13, sont amorties d'une part par la petite rondelle de frottement 57 qui est pincée entre le voile 9 et la deuxième rondelle de guidage 5 sous l'effet de la poussée axiale exercée par la petite rondelle élastique 55, et d'autre part par la grande rondelle de frottement 45 qui est pincée entre la grande rondelle à pattes 33 et la deuxième rondelle de guidage 5 sous l'effet de la poussée axiale exercée par la grande rondelle élastique 43. La transmission au voile 9 de l'effort de frottement ainsi imprimé à la grande rondelle de frottement 45 est effectuée par l'intermédiaire des doigts 47 de cette grande rondelle qui coopèrent avec les encoches 11 du voile 9. Grâce à la forme particulière de ces encoches, lorsque le couple est transmis par le moteur à la boîte de vitesses (mode direct : voir figure 4), les doigts 47 de la grande rondelle de frottement 45 viennent en butée contre les dents 48b de ces encoches avant que les entretoises 7 ne viennent en butée à l'intérieur de ces encoches. Dans cette configuration, l'ensemble de frottement formé par la grande rondelle élastique 39, la grande rondelle à pattes 33 et la grande rondelle de frottement 45 est donc actif. Ainsi, en mode direct , les deux ensembles de frottement (grande rondelle élastique 39, grande rondelle à pattes 33 et grande rondelle de frottement 45 d'une part, et petite rondelle élastique 55, petite rondelle à pattes 49 et petite rondelle de frottement 57 d'autre part) faisant partie des moyens d'amortissement principaux, sont actifs. Lorsque le couple est transmis par la boîte de vitesses au moteur (mode rétro : voir figure 5), les entretoises 7 viennent en butée contre les profils arrondis 48a des encoches 11 avant les doigts 47. Dans cette configuration, l'ensemble de frottement formé par la grande rondelle élastique 39, la grande rondelle à pattes 33 et la grande rondelle de frottement 45 est donc inactif. Ainsi, en mode rétro , seul l'ensemble de frottement comprenant la petite rondelle élastique 55, la petite rondelle à pattes 49 et la petite rondelle de frottement 57 est actif. On comprend à la lumière de ce qui précède que l'on peut donc soumettre le voile 9 a un régime d'oscillations amorties constituant un premier niveau d'amortissement des à-coups et des vibrations transmises par l'arbre menant à la première rondelle de guidage 1. Ce régime d'oscillations amorties est dit à hystérésis différentié , étant donné que les deux ensembles de frottement susmentionnés n'interviennent pas de la même manière selon que l'embrayage fonctionne en mode direct (figure 4) ou rétro (figure 5). Les ressorts de plus petite taille 31 et les bordures 25, 27 des deux rondelles de guidage 1, 5 permettent quant à eux d'instaurer un régime d'oscillations amorties du moyeu 23 par rapport au voile 9. On obtient de la sorte un deuxième niveau d'amortissement des à-coups et des vibrations transmises par l'arbre menant à l'ensemble de friction selon l'invention. Comme cela est connu en soi, les moyens d'amortissement de la rotation du moyeu 23 par rapport au voile 9 sont dimensionnés de manière à absorber les à-coups et vibrations de l'arbre menant essentiellement lorsque la boîte de vitesses est au point mort, tandis que les moyens d'amortissement de la rotation du voile 9 par rapport aux rondelles de guidage 1 et 5 sont dimensionnés de manière à permettre l'absorption des à-coups et des vibrations de l'arbre menant essentiellement lorsqu'une vitesse est engagée. Comme on peut le comprendre à la lumière de ce qui précède,l'ensemble de frottement comprenant la grande rondelle élastique 39, la grande rondelle à pattes 33 et la grande rondelle de frottement 45 sont disposés radialement à l'extérieur des ressorts hélicoïdaux 13. Ainsi, en partant du centre de l'ensemble de friction selon l'invention, on trouve successivement les moyens d'amortissement secondaires 23, 25, 27, 31, l'ensemble de frottement comprenant la petite rondelle élastique 55, la petite rondelle à pattes 49 et la petite rondelle de frottement 57, les moyens élastiques 13 des moyens d'amortissement principaux, et enfin l'ensemble de frottement comprenant la grande rondelle élastique 39, la grande rondelle à pattes 33 et la grande rondelle de frottement 45. Le fait de séparer radialement les deux ensembles de frottement permet d'éviter d'avoir à les empiler axialement, comme c'est le cas dans l'état de la technique. On obtient de la sorte un gain d'encombrement axial, rendant cet ensemble de friction particulièrement adapté aux géométries d'embrayages fortement contraintes. On notera en outre que les encoches 11 sont placées dans une région du voile 9 qui est peut contrainte mécaniquement, ce qui permet d'augmenter la résistance mécanique de ce voile et donc sa fiabilité tout au long de son utilisation. On notera en outre que du fait de l'absence de lien matériel de l'ensemble de frottement situé radialement à l'extérieur des ressorts 13 avec l'ensemble de frottement situé radialement à l'intérieur de ces ressorts et avec le système d'amortissement secondaire, on peut monter l'ensemble de frottement situé radialement à l'extérieur des ressorts 13 sans modifier le processus de montage propre aux embrayages de la technique antérieure. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté, fourni à titre de simple exemple. REVENDICATIONS 1. Ensemble de friction pour embrayage, du type comprenant : - des moyens d'amortissement principaux comprenant des moyens élastiques (13) et deux ensembles de frottement (33, 39, 45 et 49, 55, 57), et - des moyens d'amortissement secondaires (23, 25, 27, 31) disposés radialement à l'intérieur desdits moyens élastiques (13), l'un (49, 55, 57) desdits ensembles de frottement étant situé au moins en partie radialement à l'intérieur desdits moyens élastiques (13), l'autre ensemble de frottement (33, 39, 45) étant situé au moins en partie radialement à l'extérieur desdits moyens (13). 2. Ensemble de friction selon la revendication 1, comprenant deux rondelles de guidage (1, 5) reliées entre elles par des entretoises (7), et un voile (9) interposé entre lesdites deux rondelles de guidage (1, 5) et traversé par lesdites entretoises (7), ce voile (9) comportant des encoches (11) correspondant auxdites entretoises (7) autorisant une rotation limitée de ce voile (9) par rapport auxdites deux rondelles de guidage (1, 5), lesdits moyens élastiques comprenant une pluralité de ressorts hélicoïdaux (13) interposés entre ledit voile et lesdites deux rondelles de guidage (1, 5). 3. Ensemble de friction selon la revendication 2, dans lequel l'ensemble de frottement (49, 55, 57) situé au moins en partie radialement à l'intérieur desdits moyens élastiques (13) comprend une petite rondelle (49) à pattes (51) interposée entre l'une (1) des deux rondelles de guidage (1, 5) et ledit voile (9), une petite rondelle élastique (55) interposée entre ladite l'une (1) des deux rondelles de guidage (1, 5) et ladite petite rondelle (49) à pattes (51), et une petite rondelle de frottement (57) interposée entre ledit voile (9) et l'autre (5) desdites deux rondelles de guidage (1, 5). 4. Ensemble de friction selon la revendication 3, dans lequel ladite petite rondelle de frottement (57) comprend des doigts (59) orientés axialement et coopérant avec ladite l'autre (5) desdites deux rondelles de guidage (1, 5). 5. Ensemble de friction selon l'une des revendications 2 ou 3, dans lequel l'ensemble de frottement situé au moins en partie radialement à l'extérieur desdits moyens élastiques comprend une grande rondelle (33) à pattes (35) disposée radialement à l'extérieur dudit voile (9), une grande rondelle élastique (39) interposée entre l'une (1) des deux rondelles de guidage et ladite grande rondelle (33) à pattes,et une grande rondelle de frottement (45) interposée entre ladite grande rondelle (33) à pattes et l'autre (5) desdites deux rondelles de guidage (1, 5). 6. Ensemble de friction selon la revendication 5, dans lequel ladite grande rondelle de frottement (45) comprend des doigts (47) orientés axialement et coopérant respectivement avec lesdites encoches (11). 7. Ensemble de friction selon l'une des revendications 5 ou 6, dans lequel lesdites encoches (11) présentent une forme asymétrique, et comprennent d'une part un profil arrondi (48a) à l'une de leurs extrémités destinée à coopérer avec une entretoise (7) lorsque le couple est transmis de la boîte de vitesses au moteur, et d'autre part une dent (48b) à l'autre de leurs extrémités destinée à coopérer avec un doigt (47) de ladite grande rondelle de frottement (45) lorsque le couple est transmis du moteur à la boîte de vitesses.