WO2001086162A1 - Disque pour embrayage a friction rigide - Google Patents

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Laurent Lefolle
Gino Villata
Nicolas Ternoy
Bruno Boero
Maryse Soirant
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Valeo
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D13/00—Friction clutches
    • F16D13/58—Details
    • F16D13/60—Clutching elements
    • F16D13/64—Clutch-plates; Clutch-lamellae
    • F16D13/644—Hub construction
    • F16D13/646—Mounting of the discs on the hub

Definitions

  • the invention relates to a rigid friction clutch, in particular for a motor vehicle.
  • a clutch fitted with a damping flywheel which is capable of absorbing and damping vibrations and torque irregularities transmitted by the drive shaft
  • the torsional damper generally provided between the friction disc and the hub integral in rotation with the driven shaft is eliminated and the friction disc is fixed on an annular web having an internal toothing substantially without engagement with an external toothing of the hub.
  • This assembly must be able to compensate for the inevitable misalignments between the motor shaft and the driven shaft, which are the cause of noise and wear.
  • the object of the invention is in particular to provide a simple, effective and economical solution to this problem.
  • a rigid friction clutch comprising a disc carrying friction linings, an annular web integral with the disc, and a hub which can be joined in rotation with a driven shaft and comprising an external toothing which meshes with an internal toothing of the web, characterized in that the web is applied axially to peripheral elements of the hub by an elastic element.
  • This elastic element can be constituted either by a metal washer whose internal periphery is wedged axially on the hub and whose external periphery is supported on the web, or by the friction disc which extends radially to the hub and cooperates with the web to tighten elastically peripheral elements of the hub between them.
  • An essential advantage of the invention is that the web is mounted elastically on the hub without an intermediate part, its elastic tightening on the hub allowing automatic adaptation of the relative positions of the disc fixed on the web and of the hub and compensation for misalignments between the 'drive shaft and 1 driven shaft.
  • said peripheral elements of the hub are radial extensions, oriented towards the outside, of the external teeth of the hub and form a stop on which the web rests axially at its internal periphery.
  • said peripheral elements extend circumferentially between the teeth of the hub and form a stop on which the internal toothing of the web rests axially.
  • the radially internal periphery of the disc has a guide rim cooperating with a bearing of conjugate shape presented by an axial end of the external toothing of the hub, this guide rim and this bearing being advantageously frustoconical.
  • the guide flange formed at the radially internal periphery of the friction disc has radial slots giving it elasticity. This simple elasticity allows elastic clamping of the hub between the friction disc and the annular web.
  • FIG. 2 is an axial sectional view along the line II -II of Figure 1;
  • FIG. 3 is an enlarged view of part of Figure 2;
  • FIG. 4 is a front view of the hub
  • FIG. 5 is a sectional view of the hub along the line V-V of Figure 4;
  • Figures 6 and 7 are views similar to Figures 1 and 2, but show an alternative embodiment of one invention;
  • Figures 8 and 9 are views similar to Figures 3 and 5 for two alternative embodiments of one invention.
  • FIGS. 1 to 5 representing a first embodiment of the invention, in which the reference 10 designates a clutch friction disc, which carries friction linings 12 on its two faces at its periphery external and which is fixed in its middle part, by means of rivets 14, on an annular web 16 in the vicinity of the external periphery thereof.
  • the internal periphery of the web 16 is formed with a toothing 18 which meshes, substantially without] eu, with the external toothing 20 of a hub 22 whose internal surface comprises grooves or the like 24 making it possible to secure it in rotation with a driven shaft (not shown) such as the input shaft of a gearbox.
  • the external toothing 20 of the hub is formed on a peripheral rim 26 whose thickness or axial dimension is greater than that of the toothing 18 of the web, and whose external diameter is greater than the internal peripheral diameter of the web 16, that is to say ie the diameter of the bottom of the intervals between the teeth of the internal toothing of this veil.
  • the tops of the teeth 28 of the hub are extended radially outwards, at an axial end of the rim 26, by fingers 30 which have an annular radial face 32 on the side of the teeth 28 and an oblique face 34, in the form of truncated cone area, on the opposite side.
  • the opposite faces 34 of the fingers 30 delimit a frustoconical surface on which a frustoconical rim 36 is applied formed at the internal periphery of the friction disc 10.
  • the frustoconical flange 36 is not continuous and consists of several oblique tabs distributed around the axis of rotation and separated from each other by slots. In a simple way, one can start by making radial slits in the radially internal annular part of the disc 10, then bending outwards in oblique the legs delimited by these radial slots, to obtain the frustoconical flange 36 above.
  • the fingers 30 of the peripheral rim 26 of the hub are tightened elastically between the annular web 16 and the frustoconical rim 36 of the web 10, this elastic tightening making it possible to adapt the relative positions of the disc 10 and the hub 22 to compensate for the inevitable misalignments between a drive shaft connected to the friction disc 10 by a double damping flywheel and the driven shaft which is integral in rotation with the hub 22.
  • the intervals between the external teeth 28 of the hub 22 open out at the two axial ends of the flange 26 on which the teeth 28 are formed.
  • the teeth 28 s' extend over the entire axial thickness of the peripheral rim 26, which does not include the aforementioned fingers 30, but the intervals between the teeth 28 are formed from an end face of the peripheral rim 26 over only part of its thickness. Axial stops are thus provided, for the internal teeth 38 of the annular web 16, in the intervals between the external teeth 28 of the hub 22.
  • the other end face of the peripheral rim 26, opposite to that comprising the intervals between the teeth 28, forms a frustoconical surface cooperating with a frustoconical rim 36 of the internal periphery of the disc 10, as in the embodiment of FIGS. 1 to 5.
  • the hub 22 shown in Figures 6 and 7 lends itself to an embodiment by sintering. That of Figures 1 to 5 is achievable by machining, in particular by turning, turning and broaching.
  • the annular parts of the disc 10 and of the web 16 which are applied one against the other have air passage orifices 40, 42 respectively, which are for example circular for the disc 10 and oblong for the web 16, these orifices being angularly offset with respect to each other around the axis of rotation such that, for example, a circular orifice 40 of the disc 10 can open into two oblong orifices 42 of the web 16.
  • the disc 10 is fixed to the web 16 in the vicinity of the external periphery of the latter, to increase the elasticity of its fixing on the hub 22 and promote compensation for misalignments between the motor shaft and the led tree.
  • the friction disc 10 is located on the side of the motor shaft and the damping flywheel, and the annular web 16 is located, relative to the flange 26 of the hub, on the other side, that is to say on the side of the clutch release means.
  • an elastic washer 44 which is on the side of the damping flywheel and whose internal periphery is supported on the web 16 while its internal periphery is wedged axially on the hub, and is for example engaged in an annular groove peripheral rim 26 of the hub.
  • This washer is for example a "click-clack" washer, the curvature of which is reversed when it is put in place by axial thrust.
  • the disc 10 can be located on one side or the other of the web 16.

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Abstract

Embrayage à friction rigide, comprenant un disque de friction (10) fix sur un voile annulaire (16) comprenant une denture interne (18) en prise avec une bordure externe (20) d'un moyeu (22), le disque (10) s'étendant radialement jusqu'au moyeu et coop rant avec le voile (16) pour serrer élastiquement entre eux des éléments périphériques du moyeu. Ce montage permet une adaptation automatique des positions relatives du disque (10) et du moyeu (22).

Description

DISQUE POUR EMBRAYAGE À FRICTION RIGIDE
L'invention concerne un embrayage à friction rigide, en particulier pour véhicule automobile. Dans un embrayage équipé d'un volant amortisseur qui est capable d'assurer l'absorption et l'amortissement des vibrations et des irrégularités de couple transmises par l'arbre moteur, l'amortisseur de torsion prévu en général entre le disque de friction et le moyeu solidaire en rotation de l'arbre mené est supprimé et le disque de friction est fixé sur un voile annulaire comportant une denture interne en prise sensiblement sans _ e avec une denture externe du moyeu.
Ce montage doit être à même de compenser les désalignements inévitables entre l'arbre moteur et l'arbre mené, qui sont la cause de bruits et d'usures.
On a dé] à proposé à cette fin de monter des moyens élastiques de rattrapage de j eu et d'amortissement avec effet d'hystérésis entre le disque et le moyeu ou entre le moyeu et le voile annulaire sur lequel est fixé le disque de friction. Toutefois, cela conduit à des systèmes qui sont relativement complexes du point de vue de la structure et de l'assemblage.
L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, efficace et économique à ce problème.
Elle propose, à cet effet, un embrayage à friction rigide, comprenant un disque portant des garnitures de friction, un voile annulaire solidaire du disque, et un moyeu solidarisable en rotation avec un arbre mené et comprenant une denture externe qui engrène avec une denture interne du voile, caractérisé en ce que le voile est appliqué axialement sur des éléments périphériques du moyeu par un élément élastique. Cet élément élastique peut être constitué soit par une rondelle métallique dont la périphérie interne est calée axialement sur le moyeu et dont la périphérie externe est en appui sur le voile, soit par le disque de friction qui s'étend radialement jusqu'au moyeu et coopère avec le voile pour serrer élastiquement entre eux des éléments périphériques du moyeu.
Un avantage essentiel de 1 ' invention est que le voile est monté élastiquement sur le moyeu sans pièce intermédiaire, son serrage élastique sur le moyeu permettant une adaptation automatique des positions relatives du disque fixé sur le voile et du moyeu et une compensation des désalignements entre l'arbre moteur et 1 ' arbre mené . Dans une forme de réalisation de l'invention, lesdits éléments périphériques du moyeu sont des prolongements radiaux, orientés vers l'extérieur, des dents externes du moyeu et forment une butée sur laquelle le voile s'appuie axialement à sa périphérie interne. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, lesdits éléments périphériques s'étendent circonférentiellement entre les dents du moyeu et forment une butée sur laquelle la denture interne du voile s'appuie axialement . De plus, la périphérie radialement interne du disque comporte un rebord de guidage coopérant avec une portée de forme conjuguée présentée par une extrémité axiale de la denture externe du moyeu, ce rebord de guidage et cette portée étant avantageusement tronconiques . Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le rebord de guidage formé à la périphérie radialement interne du disque de friction comporte des fentes radiales lui conférant une élasticité. Cette élasticité simple à réaliser permet le serrage élastique du moyeu entre le disque de friction et le voile annulaire .
L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique de face d'un premier mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 2 est une vue en coupe axiale selon la ligne II -II de la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue à plus grande échelle d'une partie de la figure 2 ;
- la figure 4 est une vue de face du moyeu ;
- la figure 5 est une vue en coupe du moyeu selon la ligne V-V de la figure 4 ; les figures 6 et 7 sont des vues semblables aux figures 1 et 2, mais représentent une variante de réalisation de 1 ' invention ;
- les figures 8 et 9 sont des vues semblables aux figures 3 et 5 pour deux variantes de réalisation de 1 ' invention.
On se réfère d'abord aux figures 1 à 5 représentant une première forme de réalisation de l'invention, dans lesquelles la référence 10 désigne un disque de friction d'embrayage, qui porte des garnitures de friction 12 sur ses deux faces à sa périphérie externe et qui est fixé dans sa partie médiane, au moyen de rivets 14, sur un voile annulaire 16 au voisinage de la périphérie externe de celui-ci . La périphérie interne du voile 16 est formée avec une denture 18 qui engrène, sensiblement sans ]eu, avec la denture externe 20 d'un moyeu 22 dont la surface interne comporte des cannelures ou analogues 24 permettant de le solidariser en rotation avec un arbre mené (non représenté) tel que l'arbre d'entrée d'une boîte de vitesses.
La denture externe 20 du moyeu est formée sur un rebord périphérique 26 dont l'épaisseur ou dimension axiale est supérieure à celle de la denture 18 du voile, et dont le diamètre extérieur est supérieur au diamètre périphérique interne du voile 16, c'est-à-dire au diamètre du fond des intervalles entre les dents de la denture interne de ce voile. Ainsi, les sommets des dents 28 du moyeu sont prolongées radialement vers l'extérieur, à une extrémité axiale du rebord 26, par des doigts 30 qui ont une face radiale annulaire 32 du côté des dents 28 et une face oblique 34, en forme de secteur de tronc de cône, du côté opposé. Lorsque le voile annulaire 16 est en place sur le rebord périphérique 26 du moyeu comme représenté aux figures 2 et 3 , les dentures 18 et 20 du voile et du moyeu étant en prise, les faces annulaires planes 32 des doigts précités 30 forment une butée axiale contre laquelle s'applique le voile annulaire 16 au voisinage de sa périphérie interne . Les faces opposées 34 des doigts 30 délimitent une portée tronconique sur laquelle est appliquée un rebord tronconique 36 formé à la périphérie interne du disque de friction 10.
Le rebord tronconique 36 n'est pas continu et est constitué de plusieurs pattes obliques réparties autour de l'axe de rotation et séparées les unes des autres par des fentes. De façon simple, on peut commencer par faire des fentes radiales dans la partie annulaire radialement interne du disque 10, puis plier vers l'extérieur en oblique les pattes délimitées par ces fentes radiales, pour obtenir le rebord tronconique 36 précité.
De cette façon, les doigts 30 du rebord périphérique 26 du moyeu sont serrés élastiquement entre le voile annulaire 16 et le rebord tronconique 36 du voile 10, ce serrage élastique permettant d'adapter les positions relatives du disque 10 et du moyeu 22 pour compenser les désalignements inévitables entre un arbre moteur relié au disque de friction 10 par un double volant amortisseur et l'arbre mené qui est solidaire en rotation du moyeu 22.
Dans cet exemple de réalisation, les intervalles entre les dents 28 externes du moyeu 22 sont débouchant aux deux extrémités axiales du rebord 26 sur lequel sont formées les dents 28. Dans la variante de réalisation représentée aux figures 6 et 7, les dents 28 s'étendent sur toute l'épaisseur axiale du rebord périphérique 26, qui ne comprend pas les doigts 30 précités, mais les intervalles entre les dents 28 sont formés depuis une face d'extrémité de rebord périphérique 26 sur une partie seulement de son épaisseur. Des butées axiales sont ainsi ménagées, pour les dents internes 38 du voile annulaire 16, dans les intervalles entre les dents 28 externes du moyeu 22. L'autre face d'extrémité du rebord périphérique 26, opposée à celle comportant les intervalles entre les dents 28, forme une portée tronconique coopérant avec un rebord tronconique 36 de la périphérie interne du disque 10, comme dans le mode de réalisation des figures 1 à 5.
Le moyeu 22 représenté aux figures 6 et 7 se prête à une réalisation par frittage. Celui des figures 1 à 5 est réalisable par usinage, notamment par décolletage, tournage et brochage .
Comme on le voit bien sur les figures 1, 2 ,6 et 7, les parties annulaires du disque 10 et du voile 16 qui sont appliquées l'une contre l'autre comportent des orifices de passage d'air 40, 42 respectivement, qui sont par exemple circulaires pour le disque 10 et oblongs pour le voile 16, ces orifices étant décalés angulairement les uns par rapport aux autres autour de l'axe de rotation de telle sorte que, par exemple, un orifice circulaire 40 du disque 10 puisse déboucher dans deux orifices oblongs 42 du voile 16.
Comme représenté, il est préférable que le disque 10 soit fixé sur le voile 16 au voisinage de la périphérie externe de ce dernier, pour augmenter l'élasticité de sa fixation sur le moyeu 22 et favoriser la compensation des désalignements entre l'arbre moteur et l'arbre mené.
Il est avantageux également que la partie périphérique externe du voile 16 portant les rivets de fixation du disque 10 soit radialement éloignée du rebord tronconique 36 formé à la périphérie interne du disque 10.
Dans les modes de réalisation des figures 1 à 6, le disque de friction 10 se trouve du côté de l'arbre moteur et du volant amortisseur, et le voile annulaire 16 se trouve, par rapport au rebord 26 du moyeu, de l'autre côté, c'est-à-dire du côté des moyens débrayeurs de l'embrayage.
La disposition inverse est bien entendu possible, comme représenté schématiquement en figure 8 où les positions du disque 10 et du voile 16 sur le moyeu 22 ont été inversées. Dans ce cas, la portée tronconique formée par les doigts 30 du moyeu se trouve bien entendu du côté du rebord tronconique 36 de la périphérie interne du disque 10. Cette variante offre l'avantage de diminuer les risques de décollement du voile 16 de ses appuis sur le moyeu 22 lors d'un débrayage quand le disque 10 se déplace vers les moyens débrayeurs et que le coulissement du moyeu sur 1 ' arbre mené se fait mal . Dans la variante de réalisation de la figure 9, le disque de friction ne s'étend pas radialement jusqu'au moyeu 22. Le voile 16 est monté sur le moyeu du même côté qu'en figure 8, et est appliqué axialement sur ses appuis sur le moyeu 22 par une rondelle élastique 44 qui se trouve du côté du volant amortisseur et dont la périphérie interne est en appui sur le voile 16 tandis que sa périphérie interne est calée axialement sur le moyeu, et est par exemple engagée dans une gorge annulaire périphérique du rebord 26 du moyeu. Cette rondelle est par exemple une rondelle "clic-clac", dont la courbure s'inverse quand on la met en place par poussée axiale.
Dans la forme de réalisation de la figure 9, le disque 10 peut se trouver d'un côté ou de l'autre du voile 16.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Embrayage à friction rigide, comprenant un disque (10) portant des garnitures de friction (12) , un voile annulaire (16) solidaire du disque (10) et un moyeu
(22) solidarisable en rotation avec un arbre mené et comprenant une denture externe (20) qui engrène avec une denture interne (18) du voile, le voile (16) étant appliqué axialement sur des éléments périphériques (30, 28) du moyeu (22) par un élément élastique, caractérisé en ce que le disque (10) s'étend radialement jusqu'au moyeu (22) et coopère avec le voile (16) pour serrer élastiquement entre eux des éléments périphériques (30, 28) du moyeu (22) .
2 - Embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits éléments périphériques sont des prolongements radiaux (30), orientés vers l'extérieur, des dents externes (28) du moyeu et forment une butée sur laquelle s'appuie axialement à le voile (16) sa périphérie interne.
3 - Embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits éléments périphériques s'étendent circonférentiellement entre les dents (28) du moyeu (22) et forment une butée sur laquelle s'appuie axialement la denture interne (18) du voile.
4 - Embrayage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la périphérie radialement interne du disque (10) comporte un rebord de guidage (36) coopérant avec une portée de forme conjuguée présentée par une extrémité axiale d'un rebord périphérique (26) du moyeu. 5 - Embrayage selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit rebord de guidage (36) et ladite portée sont de forme générale tronconique.
6 - Embrayage selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le rebord de guidage (36) du disque comporte des fentes radiales lui conférant une élasticité.
7 - Embrayage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le disque de friction
(10) est fixé sur une partie périphérique du voile annulaire (16) qui est radialement éloignée du moyeu (22) .
8 - Embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément élastique est une rondelle métallique dont la périphérie interne est calée sur le moyeu (22) et dont la périphérie externe est en appui sur le voile (16) .
9 - Embrayage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyeu (22) est réalisé par frittage.
10 - Embrayage selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le moyeu (22) est réalisé par usinage, en particulier par décolletage, tournage et brochage .
11 - Embrayage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les parties annulaires du disque (10) et du voile (16) appliquées l'une sur l'autre comportent des orifices (40, 42) de passage d'air.
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