Brevet FR2481395A1 — publié le 19811030

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, des ressorts interposés circonférentiellement entre lesdites parties coaxiales, et des moyens de butée propres à limiter les débattements angulaires entre celles-ci. Ainsi qu'on le sait, un tel dispositif amortisseur de torsion entre usuellement dans la constitution d'une friction d'embrayage, notamment pour véhicule automobile, l'une de ses parties coaxiales portant alors un disque de friction destiné à être solidarisé en rotation avec un premier arbre, en pratique un arbre menant, l'arbre de sortie du moteur dans le cas d'un véhicule automobile, tandis que l'autre de ses parties coaxiales est portée par un moyeu destiné à être solidarisé en rotation avec un deuxième arbre, en pratique un arbre mené, l'arbre d'entrée d'une boite de vitesses dans le cas d'un tel véhicule automobile. Un tel dispositif permet en effet d'assurer une transmission régulée du couple de rotation appliquée à l'une de ses parties coaxiales lorsque l'autre est elle-même l'objet d'un couple de rotation, c'est-à-dire de filtrer les vibrations susceptibles de prendre naissance tout au long de la chaîne cinématique sur laquelle il est inséré, qui va du moteur aux arbres de roue commandés dans le cas d'un véhicule automobile. En pratique, dans le cas d'une friction d'embrayage, les ressorts interposés circonférentiellement entre les deux parties coaxiales de celle-ci comportent des ressorts de faible raideur, qui sont les seuls à intervenir pour les faibles valeurs du débattement angulaire d'une de ces?parties par rapport à l'autre à compter de l'origine, et qui sont destinés à filtrer les oscillations qui, si elles étaient transmises à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, seraient l'origine, à l'arrêt, d'un bruit, dit "bruit de point mort", intempestif. Usuellement, les ressorts interposés circonférentiellement entre les deux parties coaxiales concernées comportent en outre des ressorts de forte raideur qui, pour des valeurs plus grandes du débattement angulaire entre celles-ci, entrent ensuite successivement en action, soit isolément, soit par groupes, jusqu'à la valeur ultime dudit débattement. Pour cette valeur-ultime du débattement angulaire entre les deux parties coaxiales concernées, il y a un entraî- nement positif d'une de ces parties par l'autre, par les moyens de butée prévus entre celles-ci à cet effet, soit que ces moyens de butée comportent des organes spécifiques, tels que colonnettes axiales, qui, solidaires d'une desdites parties, viennent alors en prise avec l'autre, soit qu'ils resultent plus simplement, lorsque sont présents dès ressorts de forte raideur, d'une venue à spires jointives d'une partie au moins de ceux-ci. Quoi qu'il en soit, les ressorts interposés circonférentiellement entre les deux parties coaxiales concernées sont usuellement des ressorts à section de fil ronde, c'està-dire des ressorts constitués à partir d'un fil à section transversale circulaire. I1 a cependant été déjà proposé, notamment dans le brevet français.déposé sous le No. 73 28598 et publié sous le No. 2.195.298, de mettre en oeuvre des ressorts à section de fil quadrangulaire, c'est-à-dire des ressorts constitués à partir d'un fil dont la section transversale est quadrangu laire et présente donc deux côtés parallèles. Pour certaines applications particulières, pour lesquelles seule une filtration des bruits de point mort est recherchée, les ressorts interposés circonférentiellement entre les deux parties coaxiales concernées sont tous des ressorts de faible raideur. Dans un tel cas, il est usuel, à ce jour, que les moyens de butée prévus par ailleurs entre les deux parties coaxiales concernées soient formés d'organes spécifiques, tels qu'entretoises axiales, comme précisé ci-dessus. C'est le cas, en particulier, dans le brevet français No. 73 28598 également mentionné ci-dessus, dans lequel il est spécifié qu'il faut éviter que les ressorts en cause viennent à spires jointives. La raison en est sans doute qu'il est usuellement admis à ce jour que de tels ressorts seraient incapables d'encaisser sans détérioration l'effort important auquel ils seraient soumis en fin de débattement pour la transmission du couple, parce que, pour présenter une faible raideur, de tels ressorts sont nécessairement constitués à l'aide d'un fil relativement mince, et parce que, en pratique, du fait des tolérances inévitables de fabrication, il n1 est pas certain que, pour la valeur ultime dudit débattement, tous les ressorts en cause soient à spires jointives en même temps. A l'encontre de cette idée bien admise, et surmontant donc un préjugé bien établi, la présente invention a d'une manière générale pour objet une disposition suivant laquelle de tels ressorts à faible raideur constituent au contraire les moyens de butée prévus entre les deux parties coaxiales concernées pour en limiter le débattement angulaire l'une par rapport à l'autre. D'une manière plus précise, la présente invention a pour objet un dispositif amortisseur de torsion, en particulier une friction d'embrayage pour véhicule automobile, du genre comportant deux parties coaxiales montées rotatives l'une par rapport à l'autre, des ressorts de faible raideur, dont la section de fil présente deux côtés parallèles, et qui sont interposés circonférentiellement entre lesdites parties coaxiales, et des moyens de butee propres à limiter le débattement angulaire entre celles-ci, ce dispositif amortisseur de torsion étant caractérisé en ce que les ressorts de faible raideur constituent par eux-mêmes lesdits moyens de butée. L'expérience montre en effet que, en raison de leur section de fil à côtés parallèles, dont il résulte la formation de surfaces d'appui radialementétendues pour leurs spires prises deux à deux, les ressorts de faibles raideurs mis en oeuvre suivant l'invention dans le dispositif amortisseur de torsion concerné sont à même d'encaisser correctement l'effort correspondant au passage du couple à transmettre entre les parties coaxiales concernées au terme du débattement angulaire maximal entre celles-ci. I1 en résulte l'avantage qu'il n'est pas nécessaire, dans le cas d'un dispositif amortisseur de torsion ne comportant que des ressorts de faible raideur, de prévoir des moyens spécifiques de butée pour limiter le débattement angulaire entre les deux parties coaxiales constitutives d'un tel dispositif. Autrement dit, il n'est pas nécessaire dans ce cas de prévoir des entretoises axiales pour la constitution de tels moyens de butée, ce qui, outre l'économie qui en résulte, permet, ces entretoises étant portées par l'une desdites parties, d'éviter l'affaiblissement de l'autre dû aux fenêtres ou échancrures qu'il faut normalement y ménager pour le passage desdites entretoises. La disposition suivant l'invention permet également, pour la constitution d'un dispositif amortisseur de torsion ne comportant que des ressorts de faible raideur, de reprendre l'essentiel des pièces propres à la constitution d'un dispositif amortisseur de torsion comportant, outre de tels ressorts de faible raideur, des ressorts de forte raideur, sans entretoise axiale, en se bornant à substituer aux ressorts de forte raideur des ressorts de faible raideur, ce qui est favorable à une normalisation de la fabrication de tels dispositifs amortisseurs de torsion, et donc à un abaissement du prix général de revient de ceux-ci. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins schématiques an nexés sur lesquels la figure 1 est une vue partielle en élévation, avec un.arrachement local suivant la ligne I-I de la figure 2, d'un dispositif amortisseur de torsion suivant l'invention la figure 2 en est une vue en coupe axiale suivant la ligne brisée II-II de la figure 1 la figure 3 reprend, à échelle supérieure, le détail de la figure 1 repéré par un encart III sur celle-ci, pour la configuration de repos de l'ensemble la figure 4 est une vue analogue à celle de la figure 3, pour la configuration de l'ensemble correspondant au terme du débattement angulaire entre les deux parties coaxiales constitutives du dispositif amortisseur de torsion concerné la figure 5 est un diagramme illustrant le fonctionnement de ce dispositif amortisseur de torsion la figure 6 est une vue analogue à celle de la figure 3 et concerne une variante de réalisation. Ces figures illustrent l'application de l'invention à la constitution d'une friction d'embrayage propre par exemple à l'équipement d'un véhicule automobile. Globalement, le dispositif amortisseur de torsion que forme une telle friction d'embrayage comporte deux parties coaxiales A, B montées rotatives l'une par rapport à 1 'autre. Dans l'exemple de réalisation représenté, la partie A comporte un moyeu 10 et un voile de moyeu 11 porté radialement en saillie par le moyeu 10 et venu par exemple d'une seule pièce avec lui, tel que représenté La partie B comporte deux rondelles de guidage 12, qui s'étendent annulairement autour du moyeu 10, de part et d'autre du voile de moyeu 11, parallèlement à celui-ci, et qui sont reliées l'une à l'autre par des colonnettes axiales 14 ; dans l'exemple de réalisation représenté celles-ci s'étendent radialement au-deld de la périphérie du voile de moyeu 11. Par sa périphérie externe, l'une des rondelles de guidage 12 est solidaire d'un disque de friction 16, qui lui est rapporté soit par des rivets 17 soit par les colonnettes axiales 14. Ce disque de friction 16, qui appartient donc à la partie B, est destiné à être solidarisé en rotation avec un premier arbre, en pratique un arbre menant, l'arbre de sortie du moteur dans le cas d'un véhicule automobile (non représenté), tandis que le moyeu 10, qui appartient à la partie A, est destiné à être solidarisé en rotation avec un deuxième arbre, en pratique un arbre mené, l'arbre d'entrée de la boite de vitesse dans le cas d'un véhicule automobile (non représenté). Entre les parties A, B ainsi constituées sont interposés circonférentiellement des ressorts 18. Ces ressorts 18, qui sont au nombre de neuf dans l'exemple de réalisation représenté, sont, chacun individuellement, globalement allongés tangentiellement à une circonférence commune de l'ensemble, en étant régulièrement répartis circulairement tout au long de celle-ci. Ils sont chacun logés pour partie dans une fenêtre 19 ménagée à cet effet dans le voile de moyeu 11 et pour partie dans des fenêtres 20 ménagées également à cet effet dans les rondelles de guidage 12. Dans l'exemple de réalisation représenté, chaque fenêtre -20 d'une rondelle de guidage 12 est délimitée circonférentiellement par deux incisions 21 ménagées sensiblement parallèlement au plan radial de l'ensemble passant par la zone médiane d'une telle fenêtre 20, et résulte d'une part d'un premier embouti 22, ménagé dans un premier sens, vers l'extérieur de l'ensemble, entre les incisions 21 délimitant une même fenêtre 20, et d'autre part d'un deuxième embouti 23 ménagé en sens opposé, vers l'intérieur de l'ensemble, entre les incisions 21 délimitant deux fenêtres 20 successives. Par leur tranche, les emboutis 23 des fenêtres 20 offrent un appui circonférentiel aux ressorts 18 correspondants. Ces ressorts 18 sont des ressorts de faible raideur à section de fil présentant deux côtés parallèles ; autrement dit, ils sont constitués à partir d'un fil dont la section transversale présente deux côtés parallèles. Pour chaque ressort 18, les deux côtés parallèles en question sont globalement perpendiculaires à l'axe général d'un tel ressort. Dans l'exemple de mise en oeuvre illustré par les figures 1 à 4, chaque ressort 18 est à section de fil carrée, et, à chaque extrémité d'un ressort 18, une coupelle d'appui 25 est interposée entre un tel ressort 18 et les tranches correspondantes des fenêtres 19 et 20 dans lesquelles il est logé. Une telle coupelle 25 présente périphériquement un épaulement 26 sur lequel porte le ressort 18 concerné, autour d'un rebord axial 27 propre au centrage de ce ressort 18 ; de préférence, et tel que représenté, l'extension axiale d'un tel rebord 27 est réduite, pour limiter les effets de la force centrifuge. Pour faciliter l'implantation des coupelles 25 dans les fenêtres 19 et 20, l'arête périphérique d'une telle coupelle 25 la plus proche des tranches de ces fenêtres, contre lesquelles elle se trouve en appui est adaptée, par une troncature 28, figures 3 et 4, à la forme de la fenêtre 19 du voile de moyeu 11 dans laquelle elle est engagée; de même, par sa tranche 38, elle est adaptée à la forme des fenêtres 20 des rondelles de guidage 12 dans lesquelles elle est également engagée. Le dispositif amortisseur de torsion ainsi constitué se complète, de manière usuelle, par deux rondelles de frottement 29, 30, dont la première est insérée axialement entre le voile de moyeu 11 et la rondelle de guidage 12 opposée à celle portant le disque de friction 16, et dont la deuxième est insérée axialement entre le voile de moyeu 11 et la rondelle de guidage 12 portant le disque de friction 16 et est soumise à une rondelle élastique à action axiale 31, du type "ONDUFLEX2 par exemple, prenant appui sur cette rondelle de guidage 12. Abstraction faite des ressorts 18 et des rondelles de frottement 29,30, les parties coaxiales A, B constitutives de ce dispositif amortisseur de torsion sont librement rotatives l'une par rapport à l'autre. Cependant des moyens de butée sont prévus pour en limiter le débattement angulaire l'une par rapport à 1 'autre. Suivant l'invention, et malgré que les ressorts 18 soient des ressorts de faible raideur, ces ressorts 18 constituent par eux-mêmes lesdits moyens de butée. En fonctionnement, lorsque, par exemple, un couple est appliqué à la partie B, suivant le sens de rotation de l'ensemble repéré par la flèche F sur la figure 1, ce couple est transmis de cette partie B à la partie A par l'interme- diaire des ressorts 18, ceux-ci étant l'objet d'une sollicitation dans ce sens de la part des rondelles de guidage 12 à l'une de leurs extrémités et sollicitant eux-mêmes dans le même sens le voile de friction 11 à l'autre de leurs extrémités. Au fur et à mesure du débattement angulaire que connaissent alors les parties A, B l'une par rapport à l'autre, les ressorts 18 se trouvent comprimés, jusqu'à venir à spires jointives, figure 4. Ainsi venu à spires jointives, chaque ressort 18 constitue en quelque sorte une douille qui, interposée circonférentiellement entre les rondelles de guidage 12 et le voile de moyeu 11, constitue un moyen de butée s'opposant à la poursuite du débattement angulaire entre les parties B et A auxquelles appartiennent respectivement ces rondelles de guidage 12 et ce voile de moyeu 11, et permettant donc une transmission de couple directe entre ces parties B et A. Ce fonctionnement est illustré par le diagramme de la figure 5 sur lequel est porté, en abscisses, le débattement angulaire D entre les parties B et A, et en ordonnées, le couple C transmis entre celles-ci. Sur ce diagramme il a été supposé que, pour la configuration de repos de l'ensemble, figure 3, les ressorts 18 sont légèrement précontraints. Par suite, lorsqu'un couple est appliqué à la partie B, ce couple doit d'abord vaincre la précontrainte des ressorts 18 avant qu'un débattement puisse apparaître entre cette partie B et la partie A. C'est la raison pour laquelle, sur le diagramme de la figure 5, le couple à l'origine n'est pas nul, et a au contraire une valeur C1. A partir de cette valeur à l'origine C1, le couple C croît régulièrement avec le débattement angulaire D, et la courbe représentative de son évolution est une droite dont la pente est proportionnelle à la raideur des ressorts 18. Il s'agit donc, en l'espèce, d'une pente faible. Pour une valeur C2 du couple, les ressorts 18 sont à spires jointes, comme mentionné ci-dessus, ce qui marque le terme du débattement angulaire D possible entre les parties B et A, pour une valeur D2 de ce débattement. Au-delà de cette valeur dudit débattement, il y a une transmission directe de couple entre les parties B et A, comme mentionné ci-dessus, le couple ainsi transmis entre ces parties croissant alors de la valeur C2 ci-dessus jusqu'à sa valeur finale. Dans le diagramme de la figure 5, et pour une simplification de celui-ci, il n'a volontairement pas été tenu compte des effets d'hystérésis dus aux rondelles de frottement 29, 30 dans le fonctionnement de l'ensemble, c'est-àdire de la différenciation entre les valeurs de couple suivant que le couple évolue de manière croissante ou décroissante. Dans la variante de réalisation illustrée par la figure 6, les ressorts de faible raideur 18 mis en oeuvre sont à section de fil rectangulaire, et ils présentent donc transversalement, par eux-mêmes, une assise suffisante pour qu'il ne soit pas nécessaire de leur associer des coupelles d ' appui. De ce fait, ils portent directement, à chacune de leurs extrémités, sur les tranches des fenêtres 19 et 20 dans lesquelles ils sont logés. De préférence, et tel que représenté, l'arête de leurs spires extrêmes la plus proche de telles tranches est tronquée, pour les mêmes raisons que celles exposées cidessus pour les coupelles d'appui de la forme de réalisation illustrée par les figures 1 et 4. Bien entendu la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites et représentées, mais englobe toute variante d'exécution. En particulier, la section de fil des ressorts de faible raideur mis en oeuvre peut être autre que carrée ou rectangulaire, ou,.diune manière plus génerale, autre que quadrangulaire ; par exemple elle peut être polygonale, et notamment hexagonale ; elle peut également comporter deux côtés courbes entre ses côtés parallèles. Il suffit en effet qu'elle présente de tels côtés parallèles. REVENDICATIONS 1. Dispositif amortisseur de torsion, en particulier friction d'embrayage, notamment pour véhicule automobile, du genre comportant deux parties coaxiales (A, B) montées rotatives l'une par rapport à l'autre, des ressorts de faible raideur (18) dont la section de fil présente deux côtés parallèles, et qui sont interposés circonférentiellement entre lesdites parties coaxiales (A, B), et des moyens de butée propres à limiter le débattement angulaire entre celles-ci, caractérisé en ce que lesdits ressorts de faible raideur (18) constituent par eux-mêmes lesdits moyens de butée. 2. Dispositif amortisseur de torsion suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les ressorts de faible raideur (18) sont à section de fil quadrangulaire, telle que rectangulaire ou carrée. 3. Dispositif amortisseur de torsion suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, dans lequel chacun des ressorts de faible raideur est logé pour partie dans une fe nêtre (19) ménagée à cet effet dans un voile (11) appartenant à l'une (A) des parties coaxiales (A, B) concernées, et pour partie dans une fenêtre (20) ménagée à cet effet dans une rondelle (12) appartenant à l'autre (B) de celles-ci, caractérisé en ce que, à chacune des extrémités de chacun des ressorts de faible raideur (18) une coupelle d'appui (25) est interposée entre ce ressort de faible raideur (18) et les tranches correspondantes des fenêtres (19, 20) dans lesquelles il est logé. 4. Dispositif amortisseur de torsion suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'arête périphérique (28) de la coupelle d'appui (25) la plus proche de la tranche concernée desdites fenêtres (19, 20) est adaptée à la forme de la fenêtre (19) du voile (11) dans laquelle elle est engagée. 5. Dispositif amortisseur de torsion suivant l'une quelconque des revendications 3, 4, caractérisé en ce que la tranche (38) de la coupelle d'appui (25) est adaptée à la forme de la fenêtre (20) de la rondelle (12) dans laquelle elle est également engagée.