Brevet FR2907864A1 — publié le 20080502

La présente invention se rapporte à un disque de friction d'embrayage à sec, notamment pour véhicule automobile. De manière usuelle, un disque de friction d'embrayage est destiné à être monté sur un arbre dit mené en étant inséré entre un plateau de réaction et un plateau de pression d'un embrayage solidaire en rotation d'un arbre dit menant. Lors d'une opération d'embrayage ledit plateau de pression serre le disque de friction contre ledit plateau de réaction. Bien que pouvant s'appliquer à tout type de disque de friction, l'invention présente un intérêt particulier pour un disque de friction d'embrayage dit progressif. Un disque de friction d'embrayage progressif, comme par exemple représenté aux figures 7 et 8 du brevet FR 1 304 067, comprend un support métallique en forme de couronne sensiblement plane, couramment dénommé le voile , dont la périphérie externe est fragmentée de manière à présenter des ailettes solidaires de, ou rapportées sur, ladite couronne. Ces ailettes sont alternativement pliées de manière à comporter des portions décalées, de part et d'autre d'un plan moyen, susceptibles d'être déformées élastiquement sous l'effet d'un effort de serrage. Une garniture de frottement en forme de couronne est rapportée de chaque côté dudit support en étant fixée par tout moyen approprié sur certaines desdites portions décalées. Au cours du serrage, les ailettes se déforment élastiquement, les portions décalées venant à se rapprocher les unes des autres. Il en résulte un effet de progressivité dans le 2907864 2 serrage du disque de friction et par conséquent dans la transmission du couple de rotation au cours d'une manoeuvre d'embrayage, ce qui permet de diminuer considérablement les à-coups. De manière à augmenter leur élasticité, lesdites ailettes présentent des découpes et ajours. En fonctionnement, les garnitures de frottement sont soumises à un échauffement sensible susceptible d'en diminuer la dureté en surface. Sous l'effet de l'effort de serrage auquel sont soumises les garnitures, ces dernières sont alors fréquemment l'objet d'un phénomène d'incrustation desdites ailettes dans les garnitures, qui provoque une perte d'élasticité et par conséquent de progressivité. 15 On a déjà proposé pour éviter cet inconvénient d'interposer une pièce intercalaire annulaire, notamment un feuillard ou clinquant en acier, collée à chaque garniture entre la garniture et lesdites ailettes. Une telle disposition qui est visible aux figures 7 et 8 du brevet 20 français 1 304 067 précité, donne satisfaction. On constate qu'une telle disposition, bien qu'avantageuse en terme de résistance à l'incrustation, conduit à augmenter l'inertie du disque de friction. Il en résulte une moins grande souplesse de la chaîne de 25 transmission particulièrement sensible pendant les phases d'accouplement et de désaccouplement de l'embrayage. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients ci-dessus et de proposer un disque de friction à faible ajout d'inertie et résistant aux 30 phénomènes d'incrustation. Ce but est atteint par une pièce intercalaire entre un voile et une garniture de frottement pour disque d'embrayage à sec, ladite pièce comprenant une couronne à partir de laquelle des pattes s'étendent 5 10 2907864 radialement vers l'extérieur. Il en résulte une diminution significative de l'inertie du disque de friction comparée à celle d'un disque de friction comprenant une pièce intercalaire annulaire. 5 Les inventeurs ont pu constater que pour la plupart des voiles, notamment dans le cas de voile comprenant des zones de progressivité, les risques d'incrustation ne sont pas répartis de manière uniforme sur la surface de la garniture. Une pièce intercalaire selon l'invention est 10 avantageusement agencée dans un disque d'embrayage de manière à ce que les pattes s'étendant radialement soient disposées en contact avec les zones des garnitures de friction où le risque d'incrustation est le plus important. Ces zones correspondent notamment aux zones où la pression 15 exercée par le voile sur la garniture est la plus élevée pendant les phases d'accouplement du disque de friction contre le plateau de réaction. Les inventeurs ont en outre constaté que la présence d'espace libre entre les pattes de la pièce intercalaire est 20 particulièrement avantageuse. Ils ont en effet remarqué que sous l'effet des pressions exercées dans les zones où la pression est la plus élevée, le matériau de la garniture de friction peut fluer. Ce fluage dans les zones de plus grande pression peut 25 conduire à des déformations de la pièce intercalaire quand on utilise une pièce intercalaire annulaire de l'état de la technique. Grâce à la forme particulière de la pièce intercalaire selon l'invention qui conduit à ménager des espaces libres entre les pattes, la matière peut fluer dans 30 ces espaces libres et permettre ainsi d'éviter des déformations de la pièce intercalaire. Selon un mode de réalisation, la pièce intercalaire 3 2907864 4 est formée à partir d'une tôle. Cette tôle est en général mince. L'invention vise également un organe de friction d'embrayage à sec comprenant une garniture de frottement et 5 une pièce intercalaire ci-dessus assemblées par collage. Selon un mode de réalisation, la garniture de frottement et la pièce intercalaire s'inscrivent substantiellement radialement dans des cercles internes et externes de mêmes diamètres. 10 L'invention vise également un disque de friction d'embrayage à sec comprenant un voile, au moins une garniture de frottement et une pièce intercalaire ci-dessus. Selon des modes de réalisation du disque de friction selon l'invention, pris séparément ou en combinaison : 15 - le voile comprend des zones de progressivité et les pattes de la pièce intermédiaire s'étendant radialement sont disposées axialement en regard desdites zones de progressivité ; - les zones de progressivité comprennent des ailettes 20 susceptibles de déformations élastiques axiales ; - le voile comprenant les ailettes est découpé et formé dans une tôle ; - les ailettes sont rapportées sur une tôle préalablement découpée et formée pour constituer le voile. 25 L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un disque de friction d'embrayage à sec comprenant un voile avec des zones de progressivité, au moins une garniture de frottement et une pièce intercalaire où : 30 on approvisionne les composants suivants : le voile, la ou les garniture(s) de frottement, la ou les 2907864 5 pièce(s) intercalaire(s) ; - on assemble lesdits composants par des rivets de manière à ce que les pattes de la pièce intermédiaire soient disposées axialement en regard des zones de progressivité du 5 voile. Selon un mode de réalisation dudit procédé, la garniture de frottement et la pièce intercalaire sont préassemblées sous la forme d'un organe de friction. Le montage du disque de friction est ensuite ainsi facilité. 10 Selon un autre mode de réalisation dudit procédé, les composants sont assemblés par des seuls rivets dont une extrémité prend appui sur des faces de lamage de la (des) garnitures de friction. On peut ainsi éviter l'utilisation de colle dans l'assemblage et obtenir un disque avantageux 15 en terme de coût. On entend par assembler par des seuls rivets , un assemblage où les rivets sont seuls actifs dans les transferts d'efforts entre composants de l'assemblage, excluant ainsi que des composants soient collés entre eux. 20 On entend par faces de lamage de la garniture de friction des surfaces adaptées à recevoir une tête de rivet, notamment des surfaces sensiblement plates ou coniques, au contact desquelles on peut disposer une tête de rivet, notamment respectivement plate ou conique. Ces 25 surfaces de lamage sont obtenues en fraisant la garniture de manière à y créer un perçage avec une partie de petit diamètre dans laquelle le corps du rivet peut se déplacer et une partie de plus grand diamètre dont une extrémité comprend la surface de lamage pour recevoir la tête du 30 rivet. La partie de plus grand diamètre est fraisée de manière à ce que la tête du rivet soit encastrée dans la garniture à l'état neuf. Après sertissage du rivet, l'essentiel de la surface de lamage est en contact avec 2907864 6 l'essentiel de la surface d'appui de la tête de rivet. On a pu démontrer que de tels disques de friction sont particulièrement bien adaptés pour des applications à des embrayages accouplés à des moteurs diesels, dans 5 lesquels la charge au plateau, et donc la pression sur les garnitures, sont élevées. On a montré que de tels disques de friction répondaient avec succès aux contraintes de centrifugations de telles applications et que grâce à l'inertie modérée de 10 ces disques, les passages de vitesse sont souples. L'invention sera détaillée ci-après à l'aide d'exemples non limitatifs illustrés par les figures suivantes : - Figure 1 : dessin schématique d'un disque de 15 friction ; - Figure 2 : vue schématique de la pièce intercalaire selon l'invention ; - Figure 3a : vue schématique en coupe selon A-A de composants avant montage d'un disque de friction selon 20 l'invention ; - Figure 3b : vue schématique en coupe selon A-A de composants assemblés d'un disque de friction selon l'invention ; - Figure 4 : vue schématique en coupe selon B-B de 25 composants assemblés d'un disque de friction selon l'invention. Pour raisons de clarté, les dimensions des différents éléments représentés dans ces figures ne sont pas en proportion avec leurs dimensions réelles. Sur toutes les 30 figures, des références identiques correspondent à des éléments identiques. 2907864 7 Dans le cadre de l'invention, les termes axial , axialement et radial , radialement sont définis en relation avec l'axe de rotation du disque de friction. Axial s'entend comme visant une direction parallèle à cet 5 axe de rotation et radial s'entend comme visant une direction perpendiculaire à cet axe et passant par cet axe. On entend par intérieur une zone proche de cet axe de rotation et par extérieur , une zone s'éloignant radialement de cet axe de rotation. 10 La figure 1 représente une vue schématique de face d'un disque de friction 1 comprenant un moyeu 5 susceptible d'être solidarisé avec un arbre mené, une garniture de friction 3 et représente en pointillés un voile 2. Des moyens élastiques, notamment des ressorts 4, sont disposés 15 afin de permettre l'amortissement et/ou la filtration des vibrations de l'arbre menant vers l'arbre mené. La figure 2 présente une vue de la pièce intercalaire 6. Cette pièce comprend une couronne 61 de rayon intérieur proche du rayon intérieur de la garniture de 20 friction 3. Des pattes 62, 63 s'étendent radialement vers l'extérieur à partir de cette couronne 61. Ces pattes 62, 63 s'étendent de préférence jusqu'à une limite constituée par le rayon extérieur de la garniture de friction 3. Selon un mode de réalisation, la largeur radiale de la couronne 61 25 est inférieure ou égale à 20% de la largeur radiale totale de la pièce intercalaire 6, considérée entre le rayon intérieur de cette pièce et l'extension radiale des pattes la plus extérieure. Selon un mode de réalisation, les zones des pattes 62, 63 reliées à la couronne 61 occupent 30 circonférentiellement moins de 50% de la circonférence extérieure de ladite couronne 61. Les pattes 62, 63 représentées sont sensiblement 2907864 8 rectangulaires. Elles pourraient également avoir une forme évasée, par exemple plus large vers l'extérieur que vers l'intérieur. Les pattes 62 comprennent des ouvertures 64 5 susceptibles de laisser passer un corps de rivet mais non sa tête. Les pattes 63 sont pleines. La figure 3 présente une coupe, selon A-A de la figure 1, d'un disque de friction selon l'invention, où les composants apparaissent disposés avant montage en figure 3a 10 et après montage en figure 3b. Une pièce intercalaire 6 est disposée de chaque côté du voile 2, entre ledit voile et une garniture 3. La garniture comprend des trous fraisés avec une partie 32 suffisamment large pour recevoir une tête de rivet 7 et une partie plus étroite 33 pour permettre le 15 déplacement du corps de rivet sans autoriser le passage de la tête de rivet. En fond de la partie la plus large 32 se trouve une face de lamage 31 sur laquelle peut venir 20 s'appuyer la intercalaire 6 trou 33 de la même diamètre, tête de rivet. La partie de la pièce destinée à être en contact avec la zone du garniture comprend également un trou 64 de de même que le voile 2 qui comprend un trou 21. La comprend un de rivet. On 25 3, la pièce tête de ce lamage 31 et le corps du intercalaire garniture 3 située de l'autre côté du voile 2 trou 34 susceptible de laisser passer une tête sertit un rivet 7 pour solidariser la garniture intercalaire 6 et le voile 2 en disposant une rivet d'un côté en contact avec la face de en disposant l'autre tête de ce rivet au voile, rivet traversant les trous 33, 64, 21. La pièce 6 peut être préalablement collée à la garniture 30 de frottement 3. Après assemblage, une distance e entre les deux pièces intercalaires résulte de la présence de zones de progressivité dans le voile, notamment sous la forme 2907864 9 d'ailettes déformables élastiquement axialement. De telles ailettes apparaissent en pointillés en figure 1 et sont présentées en coupe en figures 3 et 4. En l'espèce, les ailettes sont rapportées sur une 5 tôle préalablement découpée et formée pour constituer le voile 2. La figure 4 présente une coupe schématique, selon B-B de la figure 1, du même disque de friction que représenté en figure 3. On voit aisément que le voile 2 comprend des 10 ailettes dont une partie est en contact glissant avec une patte 63 de la première pièce intercalaire 6, une seconde partie est fixée à une patte trouée 62 de la seconde pièce intercalaire 6, une troisième partie à une patte trouée 62 de la première pièce intercalaire 6 et une quatrième partie 15 est en contact glissant avec une patte 63 de la seconde pièce intercalaire 6. Il en résulte, selon cette vue, une forme ondulée de cette zone du voile qui permet d'assurer la progressivité du disque de friction. L'invention ne se limite pas à ces types de 20 réalisation et doit être interprétée de façon non limitative et englobant tout mode de réalisation équivalent. REVENDICATIONS 1. Pièce intercalaire (6) entre un voile (2) et une garniture de frottement (3) pour disque d'embrayage à sec caractérisé en ce qu'elle comprend une couronne (61) à partir de laquelle des pattes (62, 63) s'étendent radialement vers l'extérieur. 2. Pièce intercalaire (6) selon la revendication précédente caractérisée en ce qu'elle est formée à partir d'une tôle. 3. Organe de friction d'embrayage à sec comprenant une garniture de frottement (3) et une pièce intercalaire (6), selon l'une des revendications précédentes, assemblées par collage. 4. Organe de friction selon la revendication précédente caractérisée en ce que la garniture de frottement (3) et la pièce intercalaire (6) s'inscrivent substantiellement radialement dans des cercles internes et externes de mêmes diamètres. 5. Disque de friction d'embrayage à sec comprenant un voile (2), au moins une garniture de frottement (3) et une pièce intercalaire (6) selon l'une des revendications 1 ou 2. 6. Disque de friction selon la revendication précédente caractérisé en ce que le voile (2) comprend des zones de progressivité et que les pattes (62, 63) de la pièce intermédiaire (6) s'étendant radialement sont disposées axialement en regard desdites zones de progressivité. 7. Disque de friction selon la revendication 30 précédente caractérisé en ce que les zones de progressivité comprennent des ailettes susceptibles de déformations 2907864 élastiques axiales. 8. Disque de friction d'embrayage selon la revendication précédente caractérisé en ce que le voile (2) comprenant les ailettes est découpé et formé dans une tôle. 5 9. Disque de friction d'embrayage selon la revendication 7 caractérisé en ce que les ailettes sont rapportées sur une tôle préalablement découpée et formée pour constituer le voile (2). 10. Procédé de fabrication d'un disque de friction 10 d'embrayage à sec comprenant un voile (2) avec des zones de progressivité, au moins une garniture de frottement (3) et une pièce intercalaire (6) selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que : - on approvisionne les composants suivants : le voile 15 (2), la ou les garniture(s) de frottement (3), la ou les pièce(s) intercalaire(s) (6), - on assemble lesdits composants par des rivets (7) de manière à ce que les pattes (62, 63) de la pièce intermédiaire (6) soient disposées axialement en regard des 20 zones de progressivité du voile (2). 11. Procédé de fabrication selon la revendication précédente caractérisé en ce que la garniture de frottement (3) et la pièce intercalaire (6) sont préassemblées sous la forme d'un organe de friction selon la revendication 3 ou la 25 revendication 4. 12. Procédé de fabrication selon la revendication 10 caractérisé en ce que les composants sont assemblés par des seuls rivets (7) dont une extrémité prend appui sur des faces de lamage (31) de la (des) garnitures de friction (3). 1130