Brevet FR3047527A1 — publié le 20170811

Dispositif de progressivité pour disque de friction d'embrayage et disque intégrant un tel dispositif [0001] L'invention se rapporte à un dispositif de progressivité pour disque de friction d'embrayage de véhicule automobile. Plus précisément, l'invention concerne un perfectionnement aux embrayages du type comprenant un disque de friction monté sur l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses et venant en appui sur le volant moteur en position embrayée. Un mécanisme d'embrayage fixé sur le volant moteur applique un effort de serrage sur le disque de friction de manière à transmettre le couple produit par le moteur. DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION Les disques de friction pour embrayage comprennent, de façon traditionnelle, un voile d'entrée de couple dit de progressivité portant des garnitures de friction périphériques. Deux rondelles de guidage disposées de part et d'autre du voile sont montées sur un moyeu central solidaire de l'arbre mené de la boîte de vitesses en emprisonnant dans des logements intercalaires des ressorts de compression. La transmission du couple et la filtration des acyclismes moteur se fait par compression et relâchement successifs des ressorts. Lorsque la pédale d'embrayage est actionnée, le mécanisme d'embrayage libère les garnitures de friction ce qui conduit à désengager l'arbre moteur de l'arbre mené de la boîte de vitesse. Lors de la phase de ré-embrayage, il est nécessaire que la transmission du couple soit la plus progressive possible. Or, pendant cette phase, les garnitures sont fortement sollicitées et ont tendance à se déformer de manière non contrôlée en créant alors des discontinuités dans la transmission du couple qui s'accompagnent d'un phénomène de broutement avec des à-coups très inconfortables et préjudiciables à la conduite du véhicule. 3047527 2 ETAT DE LA TECHNIQUE Il existe déjà des dispositifs de progressivité à pales rapportées tels que celui décrit, notamment, dans le FR2352211. Ce document divulgue un disque de friction d'embrayage comprenant un dispositif de 5 progressivité dont le voile central porte, à sa périphérie, une série de pales coplanaires solidarisées au voile par des rivets et destinées à supporter une première garniture de friction ; une seconde garniture étant fixée sur la face opposée du voile central de progressivité. Ces pales présentent au moins deux plis de matière délimitant entre elles la zone de 10 support de la première garniture et compensant mécaniquement, par écrasement, les déformations de cette garniture pour maintenir les deux garnitures dans des plans parallèles. Ces plis s'étendent de part et d'autre de la zone de fixation des pales au voile en étant orientés selon des lignes sécantes et inclinées par rapport à son axe diamétral. 15 Cependant, cette configuration n'est toujours pas satisfaisante car elle ne permet pas de résoudre efficacement les problèmes techniques évoqués précédemment. En effet, du fait que les rivets assurant la liaison entre le voile et la première garniture, via les pales, exercent des efforts de traction radiaux sur cette garniture et que, lors du ré-embrayage, les plis inclinés sont soumis à des contraintes 20 d'écrasement de directions divergentes, la résultante de ces forces fait encore apparaitre sur cette garniture des défauts géométriques tels que des faux parallélismes qui sont générateurs de broutement. EXPOSE DE L'INVENTION [0002] L'invention vise à remédier à ces problèmes techniques en proposant un 25 dispositif de progressivité perfectionné avec des pales dont la déformation est maîtrisée en supprimant ou tout au moins en limitant fortement les risques de faux parallélisme des garnitures lors des phases de ré-embrayage. 3047527 3 [0003] Ce but est atteint au moyen d'un dispositif de progressivité pour disque de friction d'embrayage, comprenant, un voile à axe central de rotation portant, sur une face de sa bordure extérieure, une série de pales solidarisées à un voile par des rivets et sur lesquelles sont ménagés au moins deux plis de matière délimitant une zone de 5 support d'une première garniture de friction et, sur l'autre face, une seconde garniture de friction, caractérisé en ce que lesdites pales sont rivetées au voile par au moins une de leurs extrémités et en ce que les deux plis s'étendent dans une direction orthoradiale par rapport à l'axe central du voile en délimitant une zone de support de la première garniture de telle sorte que, sous contraintes d'appui, les plis s'écrasent 10 de façon isostatique. [0004] Selon une caractéristique avantageuse, les plis sont parallèles entre eux et ont une même raideur axiale. [0005] De préférence, les plis ont même largeur et même hauteur et s'étendent de façon symétrique de part et d'autre de l'axe diamétral du voile. 15 [0006] Selon une autre caractéristique, l'extrémité des pales rivetée au voile est adjacente à l'un des plis. [0007] Selon une première variante, les pales comportent un troisième pli parallèle aux deux autres plis situé à l'extrémité opposée à l'extrémité rivetée au voile. 20 [0008] De préférence, ladite extrémité opposée est biseautée et en forme de spatule. [0009] Avantageusement, le troisième pli est séparé des deux autres plis par une zone plane. [0010] Selon une autre variante, le voile présente des échancrures dans les 25 secteurs angulaires situés sous la zone de support. [0011] Selon une variante spécifique, la zone de support est plane. 3047527 4 [0012] Selon une variante alternative, la zone de support est pourvue d'un enfoncement radial s'étendant entre les deux plis. [0013] Selon encore une autre caractéristique, les plis sont formés de trois segments inclinés avec un angle compris entre 1° et 20° par rapport au plan 5 perpendiculaire à l'axe central de rotation du voile. [0014] Selon une caractéristique spécifique, les pales sont réalisées en tôle d'acier et les plis sont perpendiculaires au sens de laminage de la tôle. [0015] De préférence, la première garniture de friction est collée à un clinquant intercalaire et est montée sur la face du voile située en regard de la boîte de vitesse 10 tandis que la seconde garniture de friction est directement fixée sur l'autre face du voile par collage. [0016] Un autre objet de l'invention est un disque de friction d'embrayage pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de progressivité tel que défini ci-dessus. 15 [0017] Grâce au cambrage des pales, le dispositif de progressivité de l'invention permet de préserver les garnitures et de minimiser leurs défauts géométriques (faux parallélisme) tant à l'état libre que sous contraintes lors de la phase de ré-embrayage qui peut s'effectuer ainsi, en l'absence de broutement, de façon douce et non saccadée. 20 [0018] La courbe de progressivité et de raideur du disque de friction intégrant le dispositif de l'invention se révèle très souple en basse charge et se raidit très progressivement en attaquant les fortes charges. [0019] En outre, l'invention permet de mieux maîtriser la fabrication industrielle des disques de friction du fait que les pales de progressivité sont réalisées 25 indépendamment du voile central de support en réduisant ainsi les risques d'écart dimensionnel et que leurs plis sont tous orientés de façon identique par rapport au sens de laminage de la tôle d'acier. 3047527 5 [0020] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui va suivre, en référence aux figures annexées et détaillées ci-après. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE MODES DE RÉALISATION 5 Les figures 1A et 1B représentent des vues d'ensemble en perspective d'un premier mode de réalisation d'un disque de friction intégrant le dispositif de progressivité selon l'invention, respectivement, en vue éclatée et après assemblage des différents composants. La figure 1C est une vue en perspective d'une première variante de réalisation du 10 dispositif de progressivité de l'invention. Les figures 2A et 2B représentent des vues, respectivement, de face et en coupe agrandie selon II-II d'une pale utilisée dans la variante du dispositif de l'invention tel qu'illustré par les figures 1A et 1C. Les figures 3A et 3B représentent des vues schématiques partielles et en coupe (sans 15 les rivets, ni le voile) du dispositif de progressivité de l'invention, respectivement, au repos et en phase de ré-embrayage. Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l'ensemble des figures. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE MODES DE REALISATION 20 [0021] Naturellement, les modes de réalisation illustrés par les figures présentées ci-dessus ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatif. Il est explicitement prévu que l'on puisse combiner entre eux ces différents modes et variantes pour en proposer d'autres. [0022] Les figures 1A et 1B illustrent un premier mode de réalisation d'un disque 25 de friction perfectionné intégrant le dispositif de progressivité selon l'invention. Ce disque de friction D d'embrayage comprend, de manière traditionnelle, un voile 1 annulaire de progressivité d'axe de rotation central X présentant une bordure 3047527 6 extérieure la pourvue d'une série de pales 2 rapportées et destinées à supporter des garnitures périphériques de friction et un orifice central 10 délimité par un rebord intérieur lb assurant le raccordement à un moyeu M (figure 1B). Les pales 2 sont réparties angulairement sur le pourtour du voile 1, autour de l'axe de 5 rotation X. Un mécanisme d'embrayage fixé sur le volant moteur (non représenté) applique un effort de serrage sur le disque de friction D de manière à transmettre le couple produit par le moteur en direction de la boîte de vitesse. Les deux garnitures de friction sont réalisées sous forme de couronnes Gl, G2 10 rapportées et fixées de part et d'autre du voile 1, comme représenté sur la figure 1A. Le moyeu de friction M est monté sur l'arbre mené de la boîte de vitesse et est raccordé au voile 1 par un jeu de dents périphériques engrenant dans des créneaux (non visibles sur les figures) ménagés sur le rebord intérieur lb de l'orifice central 10. 15 La première garniture G1 vient en prise avec le plateau de pression du mécanisme d'embrayage (non représenté) tandis que la seconde garniture G2 vient en appui sur le volant moteur en position embrayée. Deux rondelles 4 de guidage disposées de part et d'autre du voile 1 sont montées sur le moyeu central en emprisonnant dans des logements intercalaires des ressorts C de 20 compression (figure 1B). [0023] Pour augmenter la raideur et sa durée de vie, la première garniture de friction G1 est ici collée à un clinquant intercalaire 3, qui est lui-même fixé sur une face du voile 1, tandis que la seconde garniture de friction G2 est directement fixée sur l'autre face du voile 1 par collage, comme illustré par la figure 1A. 25 Selon une variante, il serait possible de fixer la garniture G2 par rivetage. [0024] Dans le mode de réalisation illustré par des figures lA et 1C, les pales 2 sont solidarisées et fixées sur la bordure extérieure la du voile 1 par au moins une de 3047527 7 leurs extrémités au moyen de rivets R. Sur ces pales sont ménagés au moins deux plis 20a, 20b de matière délimitant une zone de support 20 de la première garniture de friction Gl. Une fois les pales 2 rivetées au voile 1, la zone de support 20 se trouve surélevée de la 5 hauteur des plis 20a, 20b par rapport au plan du voile. La zone de support 20 est de préférence plane et est pourvue ici de quatre orifices 22 destinés à recevoir les rivets R de fixation de la garniture Gl. [0025] Selon une variante de l'invention (non représentée), la zone de support 20 comprend un enfoncement de faible profondeur s'étendant de façon radiale, à mi- 10 chemin entre les deux plis 20a, 20b et parallèlement à ceux-ci. Cet enfoncement pourra s'étendre d'un bord à l'autre de la pale. [0026] Les pales 2 sont sous forme sensiblement rectangulaire avec une extrémité plane 2a à bord droit et une extrémité biseautée 2b. Les pales 2 sont fixées sur la bordure extérieure la du voile 1 par au moins une de ces extrémités et, de 15 préférence, par l'extrémité droite 2a, comme illustré par la figure 1C. A cet effet, les pales 2 sont pourvues d'au moins une paire d'alésages 21 alignés qui coïncident avec des alésages correspondants ménagés sur la bordure la du voile 1 en vue de recevoir des jeux de rivets appropriés. Les pales 2 sont pourvues d'au moins une paire d'orifices 25 alignés libérant un 20 espace pour le logement des rivets de fixation de la garniture G2. Dans le mode de réalisation de la figure 2B, l'extrémité biseauté 2b se termine par une spatule 24 qui est laissée libre pour venir coiffer la bordure extérieure la du voile 1. Les pales 2 sont montées sur la bordure extérieure la du voile 1 de telle sorte que le 25 bord intérieur de l'extrémité biseautée 2b de chaque pale est disposée de façon parallèle au bord de l'extrémité droite 2a de la pale immédiatement contigüe et que le 3047527 8 bord extérieur 2c de la partie rectangulaire des pales jouxte le pourtour du voile, comme illustré par la figure 1C. L'extrémité plane 2a à bord droit des pales 2 qui est ici rivetée au voile 1 est adjacente à l'un des deux plis 20a, 20b. 5 [0027] Selon un premier aspect de l'invention, les deux plis 20a, 20b forment des cambrages identiques, en largeur, en hauteur et donc en raideur axiale, qui s'étendent dans des directions à la fois parallèles entre elles et orthoradiales par rapport à l'axe central X de rotation du voile 1 et donc du disque de friction D d'embrayage. La direction orthoradiale peut être définie comme étant orthogonale à l'axe de 10 rotation X et, notamment, perpendiculaire au rayon d'implantation des pales 2 sur le voile 1. Les plis sont formés de trois segments 201, 202, 203 inclinés avec un angle a compris entre 1° et 20° par rapport au plan perpendiculaire à l'axe central X de rotation du disque de friction D, comme illustré par la figure 2B. 15 L'inclinaison de ces segments assure une élévation h comprise entre 0,5 et 1,5 mm et, de préférence de 0,9 mm de la zone de support 20 par rapport au plan P du voile 1. Cette inclinaison résulte d'une courbure de rayon r, comme illustré par la figure 2B. Après rivetage des pales 2, ces plis sont, en outre, positionnés de façon symétrique de part et d'autre de l'axe diamétral du voile 1. 20 Les moyens de portance de la première garniture G1 présentent ainsi une raideur uniforme sur toutes les pales 2 de façon à se déformer de façon isostatique et élastique. Plus précisément, lors de l'écrasement des pales 2, leur déplacement est limité à la direction orthoradiale et certains de leurs degrés de mobilité sont bloqués mais 25 chaque degré de liberté n'est bloqué qu'une seule fois de sorte qu'aucune contrainte n'est exercée sur les pales. 3047527 9 La géométrie et le profil des plis sont définis de telle sorte que les contraintes mécaniques générées dans les pales restent dans le domaine élastique de son matériau constitutif. En conséquence, lors de la phase de ré-embrayage, lorsqu'au moins l'une des 5 garnitures G1, G2 se trouve soumise à des contraintes d'appui, celles-ci sont transmises à la zone de support 20 et aux plis 20a, 20b qui se déforment alors de façon contrôlée. Plus précisément, les deux plis s'écrasent dans le même sens, de manière identique et simultanée sur toutes les pales 2, à la manière de charnières, en provoquant un 10 décalage angulaire tangentiel des deux garnitures dont les faces de friction restent toutefois dans des plans parallèles, comme illustré par les figures 3A et 3B. De cette façon, les plis s'écrasent de façon isostatique. Cette déformation sélective des plis 20a, 20b de la zone de support 20 permet un pivotement libre de la première garniture G1 autour de l'axe de rotation X du disque 15 de friction relativement à la seconde garniture G2, sans sollicitation ni déformation des faces de friction. Les garnitures G1, G2 restent ainsi dans un plan perpendiculaire à l'axe X. [0028] Dans les modes de réalisation représentés sur les figures, les pales 2 comportent un troisième pli 20c, parallèle aux deux autres plis 20a, 20b et de même 20 largeur et hauteur, qui est situé sur l'extrémité biseautée 2b, opposée à l'extrémité plane et droite 2a rivetée au voile 1. Ce troisième pli 20c est, d'une part, séparé des deux autres plis par une zone plane 23 percée d'au moins un et, ici de deux alésages 25 complémentaires de fixation au voile 1 et est prolongé, d'autre part, par la spatule 24. 25 La spatule 24 s'élève à une hauteur égale à la hauteur h de la zone de support 20 et donc, de préférence, entre 0,5 et 1,5 mm au-dessus du plan du voile 1. 3047527 10 [0029] Dans la variante illustrée par la figure 1A, la bordure extérieure la du voile 1 présente des échancrures 100 ménagées dans les secteurs angulaires situés sous les plis 20a, 20b des pales 2. Les échancrures 100 permettent, à la fois, de réduire l'inertie et de ménager un 5 logement axial pour les rivets de fixation de la première garniture Gl. [0030] Le voile 1 et les pales 2 sont réalisés en tôle d'acier et les plis 20a, 20b, 20c sont perpendiculaires au sens de laminage de la tôle ce qui permet de réduire les risques d'écarts dimensionnels. 10 REVENDICATIONS1 Dispositif de progressivité pour disque de friction d'embrayage, comprenant, un voile (1) à axe central de rotation (X) portant, sur une face de sa bordure extérieure (1a), une série de pales (2) solidarisées à un voile (1) par des rivets (R) et sur lesquelles sont ménagés au moins deux plis (20a, 20b) de matière délimitant une zone de support (20) d'une première garniture de friction (G1) et, sur l'autre face, une seconde garniture de friction (G2), caractérisé en ce que lesdites pales (2) sont rivetées au voile (1) par au moins une de leurs extrémités (2a) et en ce que les deux plis (20a, 20b) s'étendent dans une direction orthoradiale par rapport à l'axe central du voile en délimitant une zone de support de la première garniture (G1) de telle sorte que, sous contraintes d'appui, les plis s'écrasent de façon isostatique. Dispositif de progressivité selon la revendication 1, caractérisé en ce que les plis (20a, 20b) d'une même pale sont parallèles entre eux et ont une même raideur axiale. Dispositif de progressivité selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les plis (20a, 20b) ont même largeur et même hauteur (h) et s'étendent de façon symétrique de part et d'autre de l'axe diamétral du voile (1). Dispositif de progressivité selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'extrémité (2a) des pales (2) rivetée au voile (1) est adjacente à l'un des plis (20a, 20b). Dispositif de progressivité selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites pales (2) comportent un troisième pli (20c) parallèle aux deux autres plis (20a, 20b) situé à l'extrémité opposée (2b) à l'extrémité (2a) rivetée au voile (1). Dispositif de progressivité selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite extrémité opposée (2b) est biseautée et en forme de spatule (24). Dispositif de progressivité selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que le troisième pli (20c) est séparé des deux autres plis (20a, 20b) par une zone plane (23). 10 2. 15 3. 204. 5. 25 6. 30 7. 3047527 12 8. Dispositif de progressivité selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le voile (1) présente des échancrures (100) dans les secteurs angulaires situés sous la zone de support (20). 9. Dispositif de progressivité selon l'une des revendications précédentes, 5 caractérisé en ce que lesdits plis (20a, 20b, 20c) sont formés de trois segments (201, 202, 203) inclinés avec un angle (a) compris entre 1° et 20° par rapport au plan perpendiculaire à l'axe central (X) de rotation du voile. 10. Dispositif de progressivité selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les pales (2) sont réalisés en tôle d'acier et les plis (20a, 20b, 20c) sont perpendiculaires au sens de laminage de la tôle. 11. Dispositif de progressivité selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite première garniture de friction (G1) est collée à un clinquant intercalaire (3). 12. Dispositif de progressivité selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite seconde garniture de friction (G2) est directement fixée au voile (1) par collage. 13. Dispositif de progressivité selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite première garniture (G1) est montée sur la face du voile (1) située en regard de la boîte de vitesse. 14. Disque de friction (D) d'embrayage pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de progressivité selon l'une des revendications précédentes.25