FR3052515B1 - Disque de friction, notamment pour un embrayage de vehicule automobile - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un disque de friction, notamment pour un embrayage de véhicule automobile, comportant un support annulaire (2) comportant une partie annulaire radialement interne (7), à partir de laquelle des pales (8, 9) s'étendent radialement vers l'extérieur, une première et une seconde garnitures de friction étant fixées axialement de part et d'autre desdites pales (8, 9) du support (2), au moins une première pale (8) comportant au moins une première zone (15) en appui et fixée à la première garniture de friction, au moins une deuxième zone (17) en appui et fixée à la seconde garniture de friction, la première zone (15) étant reliée à la deuxième zone (17) par une zone de liaison (19) élastiquement déformable dans la direction axiale (X), le disque de friction étant apte à être comprimé axialement entre une position de repos dans laquelle les première et seconde garnitures de friction sont écartées axialement l'une de l'autre et une position comprimée dans laquelle les première et seconde garnitures de friction sont rapprochées axialement l'une de l'autre.

Description

Disque de friction, notamment pour un embrayage de véhiculeautomobile

La présente invention concerne un disque de friction, notammentpour un embrayage de véhicule automobile.

Un dispositif d’embrayage comporte classiquement un plateaude réaction, un plateau de pression mobile axialement par rapport auplateau de réaction, et un disque de friction intercalé axialement entre leplateau de pression et le plateau de réaction.

Le plateau de pression et le plateau de réaction sont parexemple couplés à élément d’entrée de couple, tel par exemple qu’unvilebrequin d’un moteur à combustion interne, le disque de friction étantalors couplé à un élément de sortie de couple, tel par exemple qu’unmoyeu cannelé couplé à un arbre d’entrée d’une boîte de vitesses.

Le plateau de pression est actionné à l’aide d’un diaphragme etpeut ainsi être déplacé entre une position embrayée dans laquelle leplateau de pression et le plateau de réaction serrent le disque de friction defaçon à transmettre un couple de l’élément d’entrée de couple versl’élément de sortie de couple, et une position débrayée dans laquelle leplateau de pression est écarté du plateau de réaction de façon à libérer ledisque de friction, aucun couple n’étant alors transmis au travers dudispositif d’embrayage.

Le disque de friction comporte classiquement un supportannulaire, de part et d’autre duquel sont montées des garnitures de friction.

La demande de brevet FR 3 022 965 divulgue un tel disque defriction dans lequel le support comporte une tôle présentant une partieannulaire radialement interne, à partir de laquelle des pales s’étendentradialement vers l’extérieur, les première et seconde garnitures de frictionétant fixées axialement de part et d’autre desdites pales du support.

Les pales comporte chacune une première zone en appui etfixée à la première garniture de friction, une deuxième zone en appui et fixée à la seconde garniture de friction, la première zone étant reliée à ladeuxième zone par une zone de liaison cambrée élastiquement déformabledans la direction axiale, le disque de friction étant apte à être compriméaxialement entre une position de repos dans laquelle les première etseconde garnitures de friction sont écartées axialement l’une de l’autre etune position comprimée dans laquelle les première et seconde garnituresde friction sont rapprochées axialement l’une de l’autre.

Les zones cambrées assurent ainsi une certaine progressivité dela transmission de couple lors de l’embrayage, c’est-à-dire lors du serragedu disque de friction entre le plateau de pression et le plateau de réaction.

Afin d’améliorer encore cette progressivité, il existe un besoin deréduire le coefficient de raideur des moyens élastiques, au début de laphase d’embrayage, c’est-à-dire en début de course du plateau de pressionou en début d’écrasement du disque de friction, et d’augmenter ensuite lecoefficient de raideur des moyens élastiques, en fin de la phased’embrayage, c’est-à-dire en fin de course du plateau de pression ou en find’écrasement du disque de friction. L’invention a notamment pour but d’apporter une solution simple,efficace et économique à ce problème. A cet effet, elle propose un disque de friction, notamment pourun embrayage de véhicule automobile, comportant un support annulairecomportant une partie annulaire radialement interne, à partir de laquelledes pales s’étendent radialement vers l’extérieur, une première et uneseconde garnitures de friction étant fixées axialement de part et d’autredesdites pales du support, au moins une première pale comportant aumoins une première zone en appui et fixée à la première garniture defriction, au moins une deuxième zone en appui et fixée à la secondegarniture de friction, la première zone étant reliée à la deuxième zone parune zone de liaison élastiquement déformable dans la direction axiale, ledisque de friction étant apte à être comprimé axialement entre une positionde repos dans laquelle les première et seconde garnitures de friction sont écartées axialement l’une de l’autre et une position comprimée danslaquelle les première et seconde garnitures de friction sont rapprochéesaxialement l’une de l’autre, caractérisé en ce que ladite première palecomporte au moins une troisième zone reliée au reste de la première palepar l’intermédiaire d’une zone de liaison élastiquement déformable dans ladirection axiale, ladite troisième zone étant décalée axialement despremière et deuxième zones et étant située axialement entre lesditespremière et deuxième zones, la troisième zone étant écartée axialementdes première et seconde garnitures de friction en position de repos dudisque de friction, la troisième zone étant apte à venir en appui sur lapremière garniture de friction ou sur la seconde garniture de friction enposition comprimée du disque de friction.

De cette manière, en début de phase d’embrayage, c’est-à-direen début de serrage du disque de friction, seuls les première et deuxièmezones sont en appui sur les première et seconde garnitures et seule l’unedes zones de liaison élastique précitée est active, c’est-à-dire comprimée.La raideur axiale du support est donc faible en début de phased’embrayage. A l’inverse, en fin de phase d’embrayage, la troisième zonevient également en appui sur l’une des garnitures, de sorte que les deuxzones de liaison élastiques précitées soient actives. La raideur axiale dusupport obtenue est donc plus importante puisqu’elle cumule la raideur dela zone de liaison entre les première et deuxième zones, et la raideur de lazone de liaison entre la troisième zone et le reste de la palecorrespondante. On obtient ainsi une progressivité de l’embrayage enfonctionnement.

La première pale peut comporter des troisième et quatrièmezones reliées au reste de la première pale par l’intermédiaire de zones deliaison élastiquement déformables, lesdites troisième et quatrième zonesétant écartées axialement des première et seconde garnitures de friction enposition de repos du disque de friction, les troisième et quatrième zones étant aptes à venir en appui sur la première garniture de friction ou sur laseconde garniture de friction en position comprimée du disque de friction.

La troisième zone et/ou la quatrième zone peuvent être situéesau niveau des extrémités circonférentielles de la première pale, de façon àrépartir les efforts au sein de la pale.

Le disque de friction peut comporter au moins une seconde palecomprenant au moins une première zone en appui et fixée à la premièregarniture de friction, au moins une deuxième zone en appui et fixée à laseconde garniture de friction, la première zone étant reliée à la deuxièmezone par une zone de liaison élastiquement déformable dans la directionaxiale, le disque de friction étant apte à être comprimé axialement entreune position de repos dans laquelle les première et seconde garnitures defriction sont écartées axialement l’une de l’autre et une position compriméedans laquelle les première et seconde garnitures de friction sontrapprochées axialement l’une de l’autre, la seconde pale comportant aumoins une troisième zone reliée au reste de la pale par l’intermédiaired’une zone de liaison élastiquement déformable dans la direction axiale, latroisième zone étant en appui sur la première garniture de friction ou sur laseconde garniture de friction.

La deuxième pale ne comporte donc pas de partie activeuniquement en fin de phase d’embrayage, la troisième zone et les moyensde liaison élastique correspondant étant actifs sur toute la phased’embrayage, en particulier lors du début de la phase d’embrayage.

Les première et seconde zones peuvent être écartéesaxialement l’une de l’autre d’une distance comprise entre 1,2 et 2,0 mm(déformation + épaisseur disque), la troisième zone ou la quatrième zoneétant écartée axialement de la première zone, respectivement de laseconde zone, d’une distance comprise entre 0,2 et 0,5 mm.

Chaque pale comporte un bord radialement externe et un bordradialement interne reliés par des bords latéraux situés aux extrémités circonférentielles des pales, lesdits bords latéraux formant un angle parrapport à la direction radiale.

Un premier bord latéral peut former un angle compris entre 10 et30° par rapport à la direction radiale, un second bord latéral formant unangle compris entre 10 et 30° par rapport à la direction radiale. C’est unedisposition pour avoir une position optimale des plis de progressivité

Le support peut être formé d’une tôle métallique, les zones deliaison élastiquement déformables étant formées par des cambrages deladite tôle.

Le disque de friction peut comporter un moyeu couplé ausupport par l’intermédiaire de moyens d’amortissement de torsion. L’invention sera mieux comprise et d’autres détails,caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de ladescription suivante faite à titre d’exemple non limitatif en référence auxdessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue de face d’un disque de friction selonune forme de réalisation de l’invention, - la figure 2 est une vue de face du support du disque defriction, - la figure 3 est une vue en coupe d’une première pale, enposition débrayée, - la figure 4 est une vue en coupe d’une seconde pale, enposition débrayée, - la figure 5 une vue en coupe de la première pale, en fin dephase d’embrayage, - la figure 6 une vue en coupe de la seconde pale, en fin dephase d’embrayage, - la figure 7 est un diagramme illustrant l’effort de rappel exercépar les pales, en fonction du rapprochement relatif entre les garnitures defriction.

Les figures 1 à 6 représentent un disque de friction 1, pour unembrayage de véhicule automobile, selon une forme de réalisation del’invention. Le disque de friction 1, d’axe X, comporte un support annulaire2, de part et d’autre duquel sont montées des garnitures annulaires defriction 3, 4. Les directions axiale, radiale et circonférentielle sont définiespar référence à l’axe X. Le support 2 est couplé en rotation à un moyeucannelé 5, destiné à être couplé en rotation à un arbre d’entrée d’une boîtede vitesses, par l’intermédiaire de moyens d’amortissement de torsion 6,comme cela est connu en soi.

Comme cela est mieux visible à la figure 2, le support 2comporte une partie annulaire radialement interne 7 et des pales 8, 9, parexemple au nombre de huit, reliées à ladite partie annulaire par des zonesde jonction 10.

Les pales 8, 9 comportent, en vue de face, une structureidentique ou similaire, chaque pale 8, 9 comportant un bord radialementexterne 11 et un bord radialement interne 12 reliés par des bords latéraux13, 14 au niveau des extrémités circonférentielles desdites pales 8, 9.

Les zones de jonction 10 relient la partie annulaire 7 dusupport 2 aux bords radialement internes 12 des pales 8, 9. Plusparticulièrement, les zones de jonction 10 sont reliées aux bords internes12 des pales 8, 9, dans une zone décalée circonférentiellement du milieudu bord interne 12, de préférence située à proximité du bord latéral 14.

Ce décalage permet au support de transmettre un couple plusimportant dans un sens de rotation dit direct, que dans un sens de rotationopposé, dit sens rétro.

Les bords latéraux 13, 14 forment respectivement un angle a1compris entre 10 et 30° et un angle a2 compris entre 10 et 30° avec ladirection radiale.

Les pales 8, 9 sont réparties en deux groupes, à savoir unpremier groupe de pales référencées 8 et un second groupe de pales référencées 9, les pales 8, 9 des deux groupes étant réparties de façonalternée dans la direction circonférentielle du support 2.

Les pales 8 du premier groupe comportent chacune unepremière zone 15 globalement plane, s’étendant radialement, en appui etfixée à la première garniture de friction 3 au moyen d’un rivet 16, et uneseconde zone 17 globalement plane, s’étendant radialement, en appui etfixée à la seconde garniture de friction 4 au moyen d’un rivet 18. Lespremière et seconde zones 15, 17 sont décalées circonférentiellement etsont reliées par une zone de liaison 19 élastiquement déformable dans ladirection axiale, formée par une cambrure. Les première et seconde zonesplanes 15, 17 sont décalées axialement l’une de l’autre de sorte que lesgarnitures 3, 4 sont écartées axialement d’une distance comprise entre 1,2et 2,0 mm, en position de repos du disque de friction 1, c’est-à-dire enposition débrayée, le disque de friction 1 n’étant alors pas soumis à uneffort axial visant à le serrer entre le plateau de pression et le plateau deréaction.

Par ailleurs, chaque première pale 8 comporte une troisièmeet une quatrième zones 20, 21 globalement planes, situées aux extrémitéslatérales ou circonférentielles de la première pale 8. Les zones 20, 21 sont,en position de repos du disque de friction 1, écartées axialement d’un jeu Jcompris entre 0,2 et 0,5 mm, par exemple, respectivement par rapport à lapremière garniture de friction 3 et par rapport à la seconde garniture defriction 4.

Les troisième et quatrième zones 20, 21 sont reliéesrespectivement à la première zone 15 et à la seconde zone 17 par deszones de liaison 22, 23 élastiquement déformables.

Les pales 9 du second groupe comportent chacune unepremière zone 24 globalement plane, s’étendant radialement, en appui etfixée à la première garniture de friction 3 au moyen d’un rivet 25, et uneseconde zone 26 globalement plane, s’étendant radialement, en appui etfixée à la seconde garniture de friction 4 au moyen d’un rivet 27. Les première et seconde zones 24, 26 sont décalées circonférentiellement etsont reliées par une zone de liaison 28 élastiquement déformable dans ladirection axiale, formée par une cambrure. Les première et seconde zonesplanes 24, 26 sont, comme précédemment, décalées axialement l’une del’autre.

Par ailleurs, chaque seconde pale 9 comporte une troisièmeet une quatrième zones 29, 30 globalement planes, situées aux extrémitéslatérales ou circonférentielles de la seconde pale 9, en appuirespectivement sur la première garniture de friction 3 et sur la secondegarniture de friction 4, en position de repos.

Les troisième et quatrième zones 29, 30 sont reliéesrespectivement à la première zone 24 et à la seconde zone 26 par deszones de liaison 31,32 élastiquement déformables.

En fonctionnement, lors d’une phase d’embrayage, le plateaude pression est déplacé axialement par rapport au plateau de réaction, demanière à serrer progressivement le disque de friction 1, rapprochant alorsles première et seconde garnitures de friction 3, 4 l’une par rapport à l’autredans la direction axiale.

En début de phase de débrayage, les troisième et quatrièmezones 20, 21 des premières pales 8 restent écartées des garnitures defriction correspondantes 4, 3 de sorte que seules les zones de liaisonélastiques 19 des premiers pales 8 soient actives, c’est-à-dire soientdéformées en générant un effort de rappel élastique tendant à s’opposer aurapprochement des garnitures de friction 3, 4. En début de phased’embrayage également, l’ensemble des zones de liaison élastiques 28, 31,32 des secondes pales 9 sont actives, puisque toutes les zones 24, 26, 29,30 des secondes pales 9 sont en appui sur les garnitures de frictioncorrespondantes 3, 4.

En fin de phase d’embrayage, les troisième et quatrièmezones 20, 21 des premières pales 8 viennent en appui sur les garnitures defriction correspondantes 4, 3, de sorte que l’ensemble des zones de liaison élastiques 19, 22, 23 et 28, 31, 32 des premières et secondes pales 8, 9sont actives.

Il en résulte que la constante de raideur de tels moyensélastiques augmente progressivement avec l’écrasement du disque defriction 1, c’est-à-dire avec le rapprochement des première et secondegarnitures 3, 4.

Les pales 8, 9 peuvent être conçues de façon à obtenir uneconstante de raideur limitée en début de phase d’embrayage, par exempleune constante de raideur comprise entre 300 et 2000N/mm, et de façon àobtenir une constante de raideur plus élevée en fin de phase d’embrayage,par exemple une constante de raideur comprise entre 20,000 et60,000 N/mm, comme cela est visible sur le diagramme de la figure 7représentant l’effort axial de rappel F exercé par les pales 8, 9, en fonctiondu rapprochement d des garnitures de friction 3, 4, dans le cas del’invention. La constante de raideur est la pente de la courbe C. Onconstate que cette courbe comporte une partie 33 globalement linéaire endébut de phase d’embrayage et une partie 34 globalement linéaire en fin dephase d’embrayage, reliées par une partie 35 où la constante de raideuraugmente progressivement. Ainsi, en début de phase d’embrayage, toutcomme en fin de phase d’embrayage, la constante de raideur obtenue estsensiblement constante.

Claims (3)

1. REVENDICATIONS

   1. Disque de friction (1), notamment pour un embrayage devéhicule automobile, comportant un support annulaire (2) comportant unepartie annulaire radialement interne (7), à partir de laquelle des pales (8, 9)s’étendent radialement vers l’extérieur, une première et une secondegarnitures de friction (3, 4) étant fixées axialement de part et d’autredesdites pales (8, 9) du support (2), au moins une première pale (8)comportant au moins une première zone (15) en appui et fixée à lapremière garniture de friction (3), au moins une deuxième zone (17) enappui et fixée à la seconde garniture de friction (4), la première zone (15)étant reliée à la deuxième zone (17) par une zone de liaison (19)élastiquement déformable dans la direction axiale (X), le disque de friction(1) étant apte à être comprimé axialement entre une position de repos danslaquelle les première et seconde garnitures de friction (3, 4) sont écartéesaxialement l’une de l’autre et une position comprimée dans laquelle lespremière et seconde garnitures de friction (3, 4) sont rapprochéesaxialement l’une de l’autre, caractérisé en ce que ladite première pale (8)comporte au moins une troisième zone (20, 21) reliée au reste de lapremière pale (8) par l’intermédiaire d’une zone de liaison (22, 23)élastiquement déformable dans la direction axiale, ladite troisième zone(20, 21) étant décalée axialement des première et deuxième zones (15, 17)et étant située axialement entre lesdites première et deuxième zones (15,17), la troisième zone (20, 21) étant écartée axialement des première etseconde garnitures de friction (3, 4) en position de repos du disque defriction (1), la troisième zone (20, 21) étant apte à venir en appui sur lapremière garniture de friction (3) ou sur la seconde garniture de friction (4)en position comprimée du disque de friction (1) ; le disque de friction (1) comportant au moins une seconde pale (9)comprenant au moins une première zone (24) en appui et fixée à lapremière garniture de friction (3), au moins une deuxième zone (26) en appui et fixée à la seconde garniture de friction (4), la première zone (24)étant reliée à la deuxième zone (26) par une zone de liaison (28)élastiquement déformable dans la direction axiale (X), le disque de friction(1) étant apte à être comprimé axialement entre une position de repos danslaquelle les première et seconde garnitures de friction (3, 4) sont écartéesaxialement l’une de l’autre et une position comprimée dans laquelle lespremière et seconde garnitures de friction (3, 4) sont rapprochéesaxialement l’une de l’autre, la seconde pale (9) comportant au moins unetroisième zone (29, 30) reliée au reste de la pale (9) par l’intermédiaired’une zone de liaison élastiquement déformable (31, 32) dans la directionaxiale (X), la troisième zone (29, 30) étant en appui sur la premièregarniture de friction (3) ou sur la seconde garniture de friction (4).
2. 2. Disque de friction (1) selon la revendication 1, caractérisé ence que la première pale (8) comporte des troisième et quatrième zones (20,21) reliées au reste de la première pale (8) par l’intermédiaire de zones deliaison (22, 23) élastiquement déformables dans la direction axiale (X),lesdites troisième et quatrième zones (20, 21) étant écartées axialementdes première et seconde garnitures de friction (3, 4) en position de reposdu disque de friction (1), les troisième et quatrième zones (20, 21) étantaptes à venir en appui sur la première garniture de friction (3) ou sur laseconde garniture de friction (4) en position comprimée du disque defriction (1). 3. Disque de friction (1) selon la revendication 1 ou 2,caractérisé en ce que la troisième zone (20) et/ou la quatrième zone (21)sont situées au niveau des extrémités circonférentielles de la première pale(8). 4. Disque de friction (1) selon l’une des revendications 1 à 3,caractérisé en ce que chaque pale (8, 9) comporte un bord radialementexterne (11) et un bord radialement interne (12) reliés par des bordslatéraux (13, 14) situés aux extrémités circonférentielles des pales (8, 9), lesdits bords latéraux (13, 14) formant un angle par rapport à la directionradiale.
3. 5. Disque de friction (1) selon la revendication 4, caractérisé ence qu’un premier bord latéral (13) forme un angle (a1) compris entre 10 et30° par rapport à la direction radiale, et en ce qu’un second bord latéral(14) forme un angle (a2) compris entre 10 et 30° par rapport à la directionradiale. 6. Disque de friction (1) selon l’une des revendications 1 à 5,caractérisé en ce que le support (2) est formé d’une tôle métallique, leszones de liaison élastiquement déformables (19, 22, 23 ; 28, 31, 32) étantformées par des cambrages de ladite tôle. 7. Disque de friction (1) selon l’une des revendications 1 à 6,caractérisé en ce qu’il comporte un moyeu (5) couplé au support (2) parl’intermédiaire de moyens d’amortissement de torsion (6).