Brevet FR2371608A1 — publié le 19780616

La présente invention concerne d'une manière générale les dispositifs amortisseurs de torsion qui comportent deux parties coaxiales montées rotatives l'une par rapport à l'autre, dans les limites d'un secteur de débattement angulaire déterminé, à savoir, une partie comportant un voile et une autre partie comportant deux rondelles de guidage disposées de part et d'autre dudit voile et reliées l'une à l'autre par des moyens d'entretoises parallèles à l'axe de l'ensemble, et des moyens élastiques comportant des ressorts hélicoidaux circonférentiellement interposés entre lesdites parties pour leur couplage en rotation. Elle vise plus particulièrement, mais non exclusivement, le cas où un tel dispositif amortisseur de torsion constitue une friction d'embrayage, dite à moyeu amortisseur, notamment pour véhicule automobile. Ainsi qu'on le sait, s'agissant d'une telle friction d'em- brayage, l'une des parties rotatives est porteuse d'un disque de friction, qui est muni de garnitures de frottement à sa périphérie, sur chacune de ses faces, et qui est ainsi adapté à être serré entre deux éléments solidaires en rotation d'un arbre, en pratique d'un arbre menant, tandis que l'autre desdites parties est soli daired'un moyeu, qui est adapté à être engagé sur un autre arbre, en pratique un arbre mené. Une telle friction d'embrayage permet d'assurer une transmission régulée d'un couple de rotation entre celle de ses parties constitutives qui est calée en rotation sur un arbre menant et celle de ses parties constitutives qui est calée en rotation sur un arbre mené, c'est-à-dire de filtrer les vibrations, notamment sonores, susceptibles de prendre par ailleurs naissance tout au long de la chaîne cinématique sur laquelle ces arbres menant et mené sont interposés. I1 est connu d'insérer entre les deux parties coaxiales constitutives d'une telle friction d'embrayage des moyens de frottement propres à introduire un effet d'"hystérésis" dans les caractéristiques de fonctionnement de celle-ci ; cet effet d'hystérésis se traduit par une difference, pour un même angle de débattement entre les deux parties coaxiales constitutives de la friction, entre la valeur du couple transmis entre ces parties lors d'un premier sens d'évolution dudit débattement, communément dit sens direct, et la valeur de ce couple lors du sens inverse d'évolution de ce débattement, communément dit sens rétro. Il s'avère en effet que pour certaines applications, un tel effet d'hystérésis contribue à une limitation des vibrations et du bruit émis par l'ensemble des organes rotatifs associés à la chaîne cinématique à laquelle appartiennent les arbres menant et mené, entre lesquels est insérée la friction d'embrayage concernée. Suivant les caractéristiques de fonctionnement à obtenir, une partie au moins des moyens de frottement en question peut n' intervenir que pour une portion seulement du secteur de débattement angulaire entre les deux parties coaxiales constitutives de la friction d'embrayage concernée. On a déjà proposé de disposer les moyens de frottement sur une meme circonférence que certains au moins des moyens élastiques et meme de disposer ces moyens de frottement coaxialement avec certains au moins des ressorts hélicoldaux. Mais en général les agencements de ce type ne permettent pas d'obtenir un effet d'hystérésis recherché notamment pour abolir les vibrations nuisibles, dans n importe quelle application particulière, et dans des conditions faciles. La présente invention a pour objet un dispositif amortisseur dans lequel des moyens de frottement sont coaxiaux avec certains au moins des ressorts hélicoîdaux et sont tels que tout effet d' hystéresis recherché puisse entre obtenu dans de bonnes conditions. Un dispositif amortisseur de torsion, objet de l'invention, est caractérisé en ce que lesdits moyens de frottement comportent au moins un organe déformable élastiquement tant axialement que radialement et engagé coaxialement entre un desdits ressorts sous précontrainte, de sorte-que, lors de la déformation du ressort au cours dudit débattement angulaire, soit développé un effet de serrage variable entre ledit organe et le ressort. Ledit organe peut consister en un noyau ceinturé par le ressort ou en un manchon ceinturant le ressort. Grâce à la disposition suivant l'invention, lorsque le ressort est comprimé axialement, il se produit un effet d'autoserrage, entre l'organe de frottement et les spires du ressort, ce qui permet d'obtenir facilement, avec une construction simple, un effet variable d'hystérésis apte à abolir dans les meilleures conditions les vibrations nuisibles L'organe de frottement peut être construit de diverses ma nières, par exemple en matière élastique ou consister en une bague ayant une fente hélicoldale ou encore comporter deux bagues fendues accouplées par un moyen de liaison à rampe.L'organe de frottement peut être admis à ne coopérer en butée avec aucune des deux parties du dispositif amortisseur mais il peut aussi coopérer en butée avec les deux parties à partir d'un moment donné pendant la course de compression du ressort ou encore coopérer avec une seule des deux parties pendant tout ou partie de la course de compression du ressort avec l'une d'elles seulement. Dans ce cas, il peut consister par exemple en une bague fendue recevant un moyen de rampe qui est solidaire d'une desdites parties. La présente invention a également pour objet une friction d' embrayage comportant un dispositif amortisseur qui est conforme à l'invention et dont une des parties porte un disque de friction. Des formes d'exécution de I'invention sont ci-après décrites à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une vue partielle en élévation d'une friction d'embrayage à moyeu amortisseur suivant l'invention la figure 2 est une vue de cette friction en coupe transversale suivant la ligne brisée II-II de la figure 1 la figure 3 est une vue, à plus grande échelle, d'un des ressorts hélicoîdaux recevant un noyau en matière élastique à effet -de serrage variable en fonction du débattement, cette figure 3 correspondant à une position de repos de la friction la figure 4 est une vue analogue à la figure 3 mais dans laquelle la friction est en condition de travail et où le ressort va commencer à se comprimer la figure 5 est une vue analogue à la figure 4 mais dans laquelle le ressort est complètement comprimé les figures 6 et 7 sont des vues analogues respectivement à la figure 4 et à la figure 5 mais concernent une variante dans laquelle le noyau consiste en une bague ayant une fente hélicoî- dale les figures 8 et 9 sont aussi des vues analogues aux figures 4 et 5 respectivement, mais concernent une autre variante dans laquelle le noyau comporte deux bagues fendues accouplées par un moyen de liaison à rampe ; ; les figures 10 et 11 sont également des vues analogues aux figures 4 et 5 mais concernent une autre variante dans laquelle le noyau comporte une bague fendue recevant un moyen de rampe solidaire d'une des deux parties du dispositif amortisseur Les figures 12 et 13 concernent une autre variante encore dans laquelle l'organe de frottement est un manchon ceinturant le ressort. On se réfèrera d'abord aux figures 1 à 5 qui concernent, à titre d'exemple non limitatif, une application de l'invention à une friction d'embrayage de véhicule automobile, ayant un dispositif amortisseur de torsion. Dans l'exemple de réalisation représenté aux figures 1 à 5, cette friction d'embrayage comporte, d'une manière générale, un moyeu 10 muni à sa périphérie interne de cannelures 11 pour son accouplement en rotation à un quelconque arbre et porteur radialement, à sa périphérie externe, d'un voile de moyeu 12, deux rondelles de guidage 13 disposées de part et d'autre du voile du moyeu 12 et reliées l'une à l'autre par des moyens entretoises 14, un disque de friction 18 solidaire de l'une des rondelles de guidage 13 et porteur, à sa périphérie, et sur chacune de ses faces, de garnitures de friction 19, et des moyens élastiques établis circonférentiellement entre les rondelles de guidage 13 et le voile de moyeu 12. De manière connue en soi, ces moyens élastiques sont constitués par deux jeux de ressorts hélicoidaux 20A, 20B, au nombre de deux pour les ressorts 20A et de quatre pour les ressorts 20B disposés tangentiellement dans des logements formés pour partie par des fenetres 21A,21B ménagées à cet effet dans le voile de moyeu 12 et pour partie par des fenetres 22A,22B ménagées également à cet effet dans les rondelles de guidage 13. Dans l'exemple représenté, les deux ressorts 20A, sont montés en opposition l'un par rapport à l'autre et, par leurs extrémités, sont, pour la position de repos de la friction d'embrayage, au contact du voile de moyeu 12 par l'une desdites extrémités, et au contact des rondelles de guidage 13, par l'autre desdites extrémités. Au contraire, les ressorts 20B sont, pour la position de repos (figure 3) de la friction, au contact, par leurs extrémités, des seules rondelles de guidage 13, les fenetres correspondantes 21B du voile de moyeu 12 ayant un développement circonférentiel supérieur à celui des fenêtres correspondantes 22B des rondelles de guidage 13 et débordant circonférentiellement d'un jeu J de part et d'autre de celles-ci. Dans l'exemple représenté, les entretoises 14 reliant l'une à l'autre les rondelles de guidage 13 sont des entretoises plates, c'est-à-dire des entretoises dont la section transversale de la partie courante entre lesdites rondelles de guidage1 est globalement rectangulaire et est allongée tangentiellement -vis-à-vis de la circonférence correspondante de ces rondelles de guidage. Dans l'exèmple représenté, le diamètre de cette circonférence est inférieur à celui de la circonférence sur laquelle se trouve par ailleurs les ressorts 20A,20B et les entretoises la traversent le voile de moyeu 12 à la faveur de prolongements radiaux 23 (figures 1 et 3 à 5) des fenêtres 21A,21B de ce moyeu dans lesquelles sont logés lesdits ressorts. Ces entretoises 14 traversent en outre des passages des rondelles de guidage 13 et sont serties au-delà de celles-ci. Lorsque le disque de friction 18 est entraîné en rotation dans le sens de la flèche F de la figure 1, le voile de moyeu 12 n'est d'abord sollicité en rotation que par l'intermédiaire d'un seul des ressorts 20A qui se comprime, l'autre se détendant, jusqu'à absorption, pour le sens de rotation considéré, du jeu circonférentiel J existant entre les fenêtres 21B et 22B servant de logement aux ressorts 20B. Après absorption de ce jeu circonférentiel J, les effets des ressorts 20B s'ajoutent à ceux des ressorts 20A, dans les limites du secteur de débattement angulaire prévues entre les parties coaxiales rotatives constitutives de la friction, à savoir d'une part la partie formée par le voile 12 et d'autre part la partie formée par les rondelles de guidage 13 et le disque de friction 18. Dans l'exemple de réalisation représenté, lesdites limites résulte tent d'un entraînement positif en rotation du voile de moyeu 12 par les entretoises 14 (fig. 5). Ces limites pourraient aussi résulter d'un écrasement circonférentiel complet des ressorts 20A et/ou des ressorts 20B. Ces dispositions sont bien connues par elles-mêmes et elles ne sont pas décrites plus en détail ici. De manière également bien connue en soi, des moyens de frottement sont en outre prévus entre les deux parties coaxiales rotatives constitutives de la friction, pour introduction d'un effet d'hystérésis dans les caractéristiques de fonctionnement de celle-ci, comme exposé ci-dessus. Dans l'exemple de réalisation représenté aux figures 1 à 5, ces moyens de frottement comportent, de manière connue en soi, une rondelle de friction 25 interposée axialement entre le voile de moyeu 12, qui appartient à l'une des parties coaxiales consti tutives de la friction, et l'une des rondelles de guidage 13, qui appartient à l'autre desdites parties coaxiales. En pratique, et tel que représenté, cette rondelle de friction 25 est, par l'intermédiaire d'une rondelle de répartition 26, soumise aux effets d'une rondelle élastique à action axiale 27, du type "ONDUFL9X" par exemple, prenant appui sur la rondelle de guidage 13 concernée ; dans l'exemple de réalisation représenté, la rondelle de répartition 26 est calée en rotation sur cette rondelle de guidage par des pattes coaxiales 29 pénétrant à cet effet dans des passages 28 de cette rondelle de guidage. Les moyens de frottement que constitue la rondelle de friction 25 interviennent tout au long du secteur de débattement angulaire entre les deux parties coaxiales constitutives de la friction. En outre, les moyens de frottement comportent au moins un organe constitué par un noyau 30 dans l'exemple des figures 3 à 5. Ce noyau 30 est disposé coaxialement dans un des ressorts 20A ou 20B. Dans l'exemple représenté aux figures 1 à 5, un noyau 30 est prévu dans chacun des ressorts ZOB. Le noyau 30 est déformable élastiquement en compression axiale et expansion radiale et est ceinturé sous précontrainte par le ressort ' 20B. Plus particulièrement, dans l'exemple des figures 1 à 5, le noyau 30 comporte une bague en matière élastique 31 ceinturée par les spires du ressort 20B et recevant elle-même intérieurement une bague métallique 32. Celle-ci présente une fente 33 parallèle à l'axe de la bague 32 de manière à solliciter la bague élastique 31 en augmentation de diamètre et introduire un effet de précontrainte entre la bague en matière élastique 31 et les spires du ressort 20B. Il est à noter que la bague fendue 32 pourrait d'ailleurs être supprime, l'effet de précontrainte étant réalisé par la seule bague en matière élastique 31 ayant de préférence une section pleine mais on appréciera que le noyau constitué par les deux bagues 31 et 32 est apte à etre introduit plus facilement à l'intérieur du ressort 20B. On notera que dans l'exemple des figures 1 à 5, les extrémités du noyau 30 sont espacées des cités 34 et 35 des fenêtres 21B et également des cotés 36 et 37 des fenêtres 22B. En fait le noyau 30 reste constamment espacé des côtés 34, 35, 36 et 37 de ces fe nêtres comme on le voit aux figures 3, 4 et 5. Lorsque le ressort 20B est admis à se comprimer, axialement, le nombre de ses spires en contact avec la bague 31 tend à augmenter et, de toute façon, ses spires tendent à entraîner par frottement la bague 31, c'est-à-dire tendent à la comprimer axialement ce qui a pour effet de provoquer une expansion radiale de cette même bague 31 et il en résulte un effet d'autoserrage entre le noyau 30 et le ressort 20B. La bague métallique fendue 32 contribue à l'obtention de l'effet d'autoserrage puisqutelle empêche la bague 31 de s'épanouir vers l'intérieur mais l'oblige au contraire à s'épanouir vers l'extérieur dans les spires du ressort 20. I1 n'est pas nécessaire que le noyau 30 soit poussé par un quelconque des côtés des fenêtres 34, 35, 36 et 37, mais on peut aussi envisager de déformer le noyau 30 par serrage direct entre les côtés des fenêtres, et ceci à partir d'un moment donné pendant la course de compression du ressort 20B. Dans ce cas, il convient de donner à la bague incompressible 32 une longueur plus petite que celle de la bague compressible 31. Lorsque le disque est au repos, les ressorts 20A occupent la position représentée à la figure 1 et les ressorts 20B occupent la position représentée aux figures 1 et 3. On voit plus particulièrement à la figure 3, que les ressorts 20B ont leur position d'extension maximale. Le noyau 30 occupe la position de la figure 3 en étant serré sous précontrainte dans les spires du ressort 20B. Lorsqu'un couple est transmis par les garnitures de friction 19 au moyeu 10 dans le sens de la flèche F de la figure 1, un des ressorts 20A est appelé à se comprimer tandis que la rondelle 25 frotte entre le voile 12. Lorsque le jeu J est absorbé (figure 4), le côté 36 des fenêtres 22B coîncide sensiblement avec le côté correspondant 34 des fenêtres 21B et les ressorts 20B, avant de commencer à-se comprimer, occupent la position représentée à la figure 4. Dans cette position, l'entretoise 14 est espacée d'une portée de butée 24 du prolongement radial 23 de la fenêtre 2lob, par un jeu C qui correspond à la course de compression du ressort 20B, au cours du débattement angulaire entre les parties 12 et13. Lorsque le ressort 20B se comprime en absorbant le jeu C, Dans la variante des figures 8 et 9, le noyau 30 comporte deux bagues fendues 50 et 51 accouplées par un moyen de liaison à rampe 52. Plus particulièrement, ce moyen de liaison 52 a une forme d'haltère dont les boules 53 et 54 sont engagées dans des creux annulaires 55 èt 56 ménagés dans les bagues 50 et 51. Plus particulièrement, les boules 53 et 54 et les creux 55 et 56 présentent des paires de rampes opposées dissymétriques 57 et 58 de manière à introduire un effet de serrage qui ne soit pas le même en compression qu'en extension. Les rampes 57 et 58 pourraient également être symétriques. Comme précédemment, les bagues 50 et 51 du noyau 30 sont toujours espacées des côtés 34,35,36 et 37 des fenetres 21B et 22B. On se réfèrera maintenant aux figures 10 et 11 ou' la disposition est analogue à celles qui ont été précédemment décrites mais le noyau 30 comporte une bague métallique fendue 60 engagée dans les spires du ressort 20B. Cette bague 60 reçoit un moyen de rampe 61 solidaire du côté 37 de la fenêtre 22B. Ce moyen de rampe 61 comporte une boule 62 engagée dans un creux annulaire 63 de la bague 60 et portée par une tige 64. Celle-ci est solidaire d'une semelle 65 interposée entre le ressort 20B et le c6te 37 de la fenêtre 22B. Comme précédemment, c'est avec une précontrainte que la bague 60 est ceinturée par les spires du ressort 20B. Lors du débattement, la rampe 61 tend à écarter la bague 60, ce qui introduit un effet d'autoserrage croissant. Dans les exemples de réalisation décrits jusqu'S présent, 1' organe de frottement 3Q engagé coaxialement contre le ressort 20B avec précontrainte, est un noyau ceinturé par ce ressort 20B. On se réfèrera maintenant aux figures 12 et 13 où l'organe de frottement 30 est un manchon 70 ceinturant le ressort 20B. Le manchon 70 consiste en une bague ayant une fente hélicoi- dale 71 de pas inverse de celui du ressort 20B et soit plus petit soit plus grand suivant que l'on recherche un effet de serrage croissant ou décroissant. Le manchon 70 pourrait aussi consister en une bague en matière élastique prévue avantageusement frettée. Le fonctionnement est analogue à celui qui a été précédemment décrit. I1 est à noter que dans les divers modes de réalisation qui ont été précédemment décrits, l'effet variable d'hystérésis amorcé (fig. 5). la bague en matière élastique 31 tend à suivre le resserrement des spires de ce ressort 20B et à se comprimer axialement, ce qui provoque son expansion radiale contrôlée par la bague métallique fendue 32. I1 en résulte ainsi un effet d'autoserrage croissant au fur et à mesure que le ressort 20B se comprime. Lorsque le jeu C est complètement absorbé l'ensemble occupe la position de la figure 5 qui correspond au serrage maximum. On appréciera ainsi que le noyau 30 ceinturé sous précontrain- te par le ressort 20B est admis à introduire un effet de serrage amorcé par frottement et croissant en fonction du débattement. Cette disposition permet d'obtenir facilement un effet variable d'hystérésis apte à abolir dans les meilleures conditions les vibrations nuisibles de la friction d'embrayage. Comme indiqué précédemment, le noyau 30 pourrait être appliqué au ressort 20A. On se réfèrera maintenant aux figures 6 et 7 où la disposition est analogue à celle qui a été décrite en référence aux figures 1 à 5 mais où le noyau 30 est realisé sous forme d'une bague métallique 40 présentant une fente 41 inclinée sur 1'axe du noyau 30. De préférence, la fente 41 est hélicoîdale et son pas d'hélice est choisi avantageusement supérieur à celui du ressort 20B, de manière à ce que, lors de la compression axiale du ressort 20B au cours duquel celui-ci augmente légèrement de diamètre, la bague fendue 40 tende à augmenter de diamètre davantage que le ressort 20B. Le pas d'hélice de la bague 40 pourrait aussi être choisi inférieur à celui du ressort 2OB. De préférence les pas d'hélice de la bague 40 et du ressort 20B sont inverses. De toute façon, la précontrainte de la bague 40 dans le ressort 20B est choisie suffisante puisqu'en toutes circonstances un serrage ne cesse de se développer entre cette bague 40 et le ressort 20B. On appréciera que les extrémités du noyau 30 sont constamment espacées des cotés 34,35,36 et 37 des fenêtres 21B et 22B comme dans l'exemple des figures 4 et 5. Comme précédemment on obtient un effet de serrage amorcé par frottement et croissant au cours de l'absorption de la course C entre la position de la figure 6 et celle de la figure 7. On obtient ainsi comme précédemment un effet d'hystérésis permettant d'abolir les vibrations nuisibles. par frottement des spires dru ressort contre l'organe 30 a pour effet secondaire de modifier la raideur de ce ressort lors du débattement. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux formes d'exécution décrites et représentées mais englobe toutes variantes. En particulier si l'invention a été plus particulièrement décrite en référence à une friction d'embrayage à moyeu amortisseur au sein de laquelle le disque de friction est porté par celle de ses parties rotatives constitutives qui comporte les rondelles de guidage, le voile associé etant dans ce cas un voile solidaire du moyeu cprrespondant, il va de soi que l'invention s'applique au cas où, en variante, le disque de friction est porté par l'autre partie rotative constitutive d'une telle friction à savoir celle qui comporte le voile, les rondelles de guidage étant alors sblidaires du moyeu associé. REVENDICATIONS 1) Dispositif amortisseur de torsion du genre comportant deux parties coaxiales montées rotatives l'une par rapport à l'autre dans les limites d'un secteur de débattement angulaire déterminé, à savoir une partie comportant un voile et une autre partie comportant deux rondelles de guidage disposées de part et d'autre dudit voile et reliées l'une à l'autre par des moyens d'entretoises, des moyens élastiques comportant des ressorts hélicoîdaux circonférentiels interposés entre lesdites parties, et des moyens de frottement aptes à intervenir entre lesdites parties pour une portion au moins dudit secteur de débattement angulaire, lesdits moyens de frottement étant coaxiaux avec certains au moins desdits ressorts, dispositif caractérisé en ce que lesdits moyens de frottement comportent au moins un organe déformable élastiquementtant axialement que radialement, coaxial avec un desdits ressorts et engagé radialement contre lui sous précontrainte, de sorte que, lors de la déformation du ressort au cours dudit débattement angulaire, soit développé un effet de serrage variable entre ledit organe et le ressort. 2) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit organe est un noyau ceinturé par le ressort. 3) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit organe est un manchon ceinturant le ressort. 4) Dispositif suivant une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit organe est construit en matière élastique. 5) Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ledit noyau est en matière élastique, est tubulaire et reçoit interieurement une bague métallique fendue. 6) Dispositif suivant une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit organe comporte une bague fendue ayant une fente inclinée sur l'axe dudit organe. 7) Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que ladite fente inclinée est hélicoîdale. 8) Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les pas d'hélice de la bague fendue et du ressort sont inverses 9) Dispositif suivant la revendication 7 ou la revendication 8, caractérisé en ce que le pas d'hélice de la bague fendue est plus grand que celui du ressort. 10) Dispositif suivant la revendication 7 ou la revendication 8, caractérisé en ce que le pas d'hélice de la bague fendue est plus petit que celui du ressort. 11) Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ledit noyau comporte deux bagues fendues accouplées par un moyen de liaison à rampe. 12) Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ledit noyau comporte une bague fendue recevant un moyen de rampe solidaire d'une desdites parties. 1j) Dispositif suivant la revendication 11 ou la revendication 12, caractérisé en ce que le moyen de rampe présente deux rampes de pentes dissymétriques. 14) Dispositif suivant une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que ledit organe est comprimé par serrage entre lesdites parties à partir d'un moment donné pendant la course de compression du ressort. 15) Friction d'embrayage comportant un dispositif amortisseur dont une desdites parties porte un disque de friction, caractérisée en ce que ledit dispositif amortisseur est conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 14.