Brevet FR2485129A1 — publié le 19811224

La présente invention a pour objet un amortisseur de vibrations pour un embrayage à friction d'un convertisseur de couple à fluide. Cet amortisseur de vibrations qui comporte un plateau de pression d'entrée et un moyeu de sortie, est caractérise en ce qu'il comprend un disque axialement espace du plateau d'entrée, plusieurs moyens d'ancrage d'entrée également espacés fixés entre le plateau d'entrée et le disque et adjacents à la périphérie de ce dernier, plusieurs moyens d'ancra- ge de sortie également espacés fixes sur le moyeu de sortie, plusieurs bandes en élastomère dont les extrémités sont dans chaque bande reliées respectivement à l'un desdits moyens ancrage d'entrée et à l'un desdits moyens d'ancrage de sor- tie, et plusieurs organes de guidage pour chacune desdites bandes en élastomère, disposés entre le plateau d'entrée et le disque pour guider les bandes en elastomere entre les moyens d'ancrage d'entrée et les moyens d'ancrage de sortie. De préférence le moyeu de sortie de l'embrayage a une surface externe en contact avec chacune des bandes en é~ lastomère sur une longueur qui va croissant au fur et à mesure que le de calage angulaire relatif augmente entre entrée de l'embrayage et sa sortie. De préference il est prevu plusieurs organes de guidage pour chacune des bandes en élastomère, espacés angulairement et radialement vers l'intérieur de façon à etre en contact avec la bande en élastomère tendue entre les organes d' entrée et de sortie de ltembrayaae. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre faite en se réferant au dessin annexe donné uniquement à titre d'exemple et dans lequel - la Fig. 1 est une vue partielle en coupe longitudinale d'un mode de réalisation d'un dispositif amortisseur de vibrations suivant 1 t invention incorporé à un convertisseur de couple à fluide - la Fig. 2 est une vue en bout montrant l'agencement de plusieurs bandes en élastomère constituant une partie de Smortisseur de vibrations. A la Fig. 1, est représenté un convertisseur de couple classique à fluide (ou coupleur hydraulique) qui est désigné dans son ensemble par la référence 10, et qui comporte une pompe 12 adaptee pour etre entraînée par l'interméd~ai- re d'une coquille a'entree 14 par un moteur à combustion interne non représente'. La coquille 14 comporte une surface annulaire lisse 16 s'étendant radialement qui est située au voisinage de sa périphérie et constitue une surface de contact de frottement sur cette Coquille 14 Le convertisseur 10 conprend également une turbine 18 qui est en liaison d'entraîne- ment par l'intermédiaire d'un moyeu 20 avec un arbre de sortie 22 du convertisseur qui peut å son tour etre relié à une boi- te de vitesse classique à train planétaire. Un embrayage à friction désigné dans son ensemble par la référence 24 est disposé dans l'espace compris entre la turbine 18 et la coquille 14. L'embrayage 24 comprend un plateau de pression (plateau d'entrée) 26 auquel est liée une surface de frottement 28 adaptée pour venir en contact à frottement avec la surface annulaire 16. Le plateau 26 est monté coulissant sur un support 30 constituant une rondelle de butée qui est disposée entre le moyeu 20 de la turbine et la coquille d'entrée 14. L'embrayage 24 comprend également un moyeu de sortie 32 qui est en liaison d'entrainement par des cannelures 34 avec le oyeu 20 de la turbine et par conséquent avec l'arbre 22.L'embrayage 24 est adapté pour être presse au contact de la coquille d'entrée 14 par l'aDpllcation d'une pression de fluide sur la face droite du plateau 26 et pour être écarté de cette coquille par l'application d'une pression de fluide sur la face gauche du plateau 26. L'inversion de la pression sur le plateau 26 peut etre assurée de la façon décrite dans les brevets US 3 252 352 et 3 693 478. Un dispositif amortisseur de vibrations désigné dans son ensemble par la référence 36 est disposé entre le plateau 26 constituant 11 organe d'entrée de ltembrayage et le moyeu de sortie 32. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le dispositif 36 comprend trois bandes 38, 40 et 42 en élastomère qui s'étendent à partir de doigts d'ancrage 44, 46 et 48 respectivement jusqu'a' des doits de fixation S0, 52 et 54 respectivement. Les doigts d'ancrage 44 > 46 et 48 sont fixés au plateau 26 et sur un disque annulaire 56, Les doigts de fixation 50, 52 et 54 sont disposés dans des fentes 58, 60 et 62, respectivement, ménagées dans le moyeu de sortie 32.Deux surfaces de guidage incurvées 64 et 66 adjacentes à chacune des fentes 58, 50 et 62 se raccordent avec la surface cylindrique externe 68 du moyeu 32. La bande 38 en élastomère est guidée par huit rouleaux de guidage désignés par les références 38a, 38b, 38c, 38d, 38e, 38f, 38cul, 38h sur son developpement allant du doigt d'ancrage 44 au doigt de fixation 50. Comme représenté à la Fig. 2, les rouleaux de guida- ge 38a et 38b sont espacés circonférentiellement du doigt dtancrage 44, et les rouleaux de guidage 38c à 38h sont décalés à la fois circonférentiellement et radialement l'un par rapport à l'autre. Le rouleau de guidage 38h a un diamètre plus grand que celui des autres rouleaux de guidage afin d'absorber la courbure plus forte de la bande 38 qui se produit au droit de cet organe de guidage. Tous les rouleaux de guidage sont disposés entre le plateau 26 et le disque annulaire 56 de fa çon à permettre la rotation de celui-ci au fur et à mesure que les éléments en matière élastomère s'allongent ou se contractent. Les autres bandes 40 et 42 en élastomère sont guidées d'une façon analogue à celle de la bande 38, et les organes de guidage de ces bandes sont désignés par des références nwmeri- ques correspondantes à celles utilisées pour les rouleaux de guidage de la bande 38, de sorte qu'une description des autres organes de guidage est inutile. De préférence les bandes sont tendues lors du montage initial afin d'assurer qu'elles acceptent de façon active la transmission du couple aux faibles vitesses. On a trouvé qu'une tension correspondant à un allongement de 5 S0 était acceptable. Cette tension "au repos" dans chaque bande est d'environ 8270 kPa.Les bandes 38, 40 et 42 sont de préférence réalisées en un co-polymère orienté ayant des caracté ristiques propres à amortir les vibrations, Des exemples de ces matières sont décrits dans les brevets US 3 766 146, 4 076 226 et 4 128 698 (DU PONT C5a-PANY}. Une matière particulièrement appropriée pour cet usage est celle vendue par DU PONT COMPAS sous la marque "Hytrel" et elle a été précontrainte de manière à orienter les molécules de la matière suivant l'axe longitudinal de la bande. Chacune des bandes 38, 40 et 42 peut être constituée d'une seule courroie ou sangle ou de plusieurs courroies ou sangles concentriques. Il est préférable d'utiliser un certain nombre de courroies.Si chacune des bandes 38, 40 et 42 est formée de six couches concentriques d'un matériau ayant une épaisseur de 0,22 mm, une largeur de 25,4 mm et une longueur à l'état monte de 760 mm, il est possible de réaliser un amortisseur de 1200 ayant une capacité de couple de 33 kgm. Un échantillon du matériau ayant une épaisseur de 0,22 mm présente les propriétés suivantes Résistance à la traction 148,23 kPa Allongement à la rupture 95 % Résistance à la déchirure 11,4 N/mm Lorsque la surface de frottement 28 entre en contact avec la surface 16 il s'établit un entratnement direct entre le moteur, non représenté, et l'arbre 22 par l'intermédiaire de l'embrayage 24, ce qui court-circuite le convertisseur de couple 10.Sans le dispositif amortisseur 36 la totalité des vibrations en torsion du moteur serait transmise directement à l'arbre 22 et serait très sensible pour une personne conduisant un véhicule automobile comportant un tel dispositif d'entraînement. Cependant en utilisant le dispositif suivant l'invention, le couple d'entrée à la surface de frottement 28 est transmis aux bandes 38, 40 et 42 par l'intermédiaire des doigts d'ancrage 44, 46 et 48 respectivement. Le couple est alors transmis par l'intermediaire des bandes aux doigts de fixation 50, 52 et 54 respectivement.Les bandes 38, 40 et 42 permet tent un déplacement angulaire relatif entre le plateau 26 d' entrée de l'embrayage et le moyeu 32 de sortie de ce dernier de sorte que les- vibrations du moteur en torsion sont absor- bées dans les bandes en élastomère, réduisant ainsi le niveau des perturbations en torsion qui sont transmises à l'arbre 22 et ainsi imposées à la ligne de transmission du véhicule Lorsqu'une rotation relative se produit entre le plateau d'entrée 26 de l'embrayage et le moyeu de sortie 32, les bandes en matière élastomère entrent en contact avec l'u- ne ou l'autre des surfaces de guidage 64 et 66 suivant le sens du mouvement angulaire relatif. Lorsqu'clin mouvement angulaire relatir plus important se produit la bande entre également en contact avec la surface cylindrique externe 68 du moyeu 32 et s'étend tangentiellement depuis cette surface externe 68 ius- qu'au rouleau de guidage tel que 38h. L'amplitude totale en degrés du mouvement angulaire relatif est de façon souhaitable limité à ltespace circonférentiel disponible entre les doigts de fixation 50, 52 et 54 reliés au moyeu de sortie 32.Ainsi pour trois bandes en matière élastomère comme représenté, le décalage angulaire relatif est de façon souhaitable limité à 1200. La surface cylindrique externe 68 du moyeu de sortie 38 détermine le couple de réaction disponible pour une contrainte donnée des bandes. Si la périphérie du moyeu 32 est circulaire comme représenté, le couple est une onction linéaire de la contrainte de la bande. Cependant, la forme de la surface externe 68 peut etre modifiée afin de réaliser une re lotion couple-contrainte différente si l'on estime ou'une tel- le modirication est souhaitable dans une application particu- lierre, et la dimension pourrait etre différente de celle représentée.Par exemple une modification de la surface externe 68 permet d 7 utiliser des relations couple-aéplacement différentes pour des véhicules différents en utilisant des convertisseurs de couple de mêmes dimensions dans lesquels il suffit de prévoir un moyeu de sortie différent pour chaque couple particulier et pour chaque plage de déplacement désirée On peut également utiliser un nombre variao*e de bandes en élastordre en fonction des niveau ce couple désirés, tant enten- du qu'en pratique le nombre minimum de bandes doit etre de deux, du fait que l'utilisation d'une seule bande reliée entre les organes d'entrée et de sortie produirait dans le système des rorces non équilibrées Dans le dispositif amortisseur de vibrat'ons décrit les bandes en élastonère sont constituées d'une matière > io- risant un allongement et un retour importants, et les moyens de guidage pour chacune des bandes définissent des polygones à peu près réguliers pour guider les bandes suivant des trajets au moins approximativement polygonaux de longueur notable entre les organes d'ancrage d'entrée et de sortie, de manière que des brins assez longs d'élastomère relient élastiquement le plateau de pression d'entrée et le disque et constituent un volume notable d'élastomère soumis à un allongement et à un rappel pour permettre des débattements angulaires entre le plateau d'entrée et le moyeu de sortie et pour assurer l'amortissement des vibrations. R EV EN DI CAT IONS 1 - Dispositif amortisseur de vibrations pour embrayage de convertisseur de couple comportant un plateau de pression d'entrée et un moyeu de sortie, caractérise en ce qu'il comprend un disque annulaire (56) espacé axialement du plateau de pression d'entrée (26 > , plusieurs moyens dtancrage d'entrée (44, 46, 48) espacés de quantités égales, fixés entre le plateau d'entrée et le disque et adjacents a' la périphérie de celui-ci, plusieurs moyens d'ancrage de sortie (50, 52, 54) espacés de quantités égales, fixés sur le moyeu de sortie, plusieurs bandes en élastomère (38, 40, 42) dont les extrémi- tés sont dans chaque bande reliées respectivement à l'un des moyens d'ancrage dtentrée et à l'un des moyens d'ancrage de sortie, et plusieurs organes de guidage (38a à 38h, 40a à 40h, 42a à 42h) pour chacune des bandes en élastomère disposés entre le plateau d'entrée et le disque afin de guider les bandes entre les moyens d'ancrage d'entrée et de sortie, 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'ancrage d'entrée (44, 46, 48) sont espacés circonférentiellement et il en est de même des moyens d'ancrage de sortie (50, 52, 54) et les bandes (38, 40, 42) en élastomère s'étendent circonférentiellement et sont prévues en nombre égal au nombre des moyens d'ancrage d'entrée (44, 46, 48). 3 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qutil est prévu huit organes de guidage (3Sa à 38h, 40a à 40h, 42a à 42h) pour chacune des bandes (38, 40, 42) en élastomère avec pour chaque bande deux organes de guidage (a b), espacés circonférentiellement des moyens d'ancrage d'entrée (44, 46, 48), les six organes de guidage restant (c à h) étant espacés à la fois circonférentiellement et radialement. 4 - Dispositif suivant l'une des revendications l à 3, caractérisé en ce qu'une surface externe (68) du moyeu (32) de sortie part des moyens d'ancrage de sortie (50, 52, 54) et est conformée de façon à établir le couple disponible au moyeu de sortie et entre en contact avec des longueurs croissantes des bandes en élastomère (38, 40, 42) à mesure que le couple transmis augmente. 5 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les bandes (38, 40, 42) en élasto merle sont en une matière supportant un allongement et un retour importants, et les organes de guidage (a, h) pour chacune des bandes délimitent des polygones à peu près réguliers pour guider les bandes suivant des trajets au moins a' peu près polygonaux d'une longueur notable entre les moyens d'ancrage d'entrée et les moyens d'ancrage de sortie, de telle sorte que des brins relativement longs en élastomère relient élastique ment le plateau de pression d'entrée (26) et le disque annulaire (56) et constituent un volume notable d'élastomère qui est soumis à un allongement et à un rappel pour permettre des débattements angulaires entre le plateau de pression d'entrée et le moyeu de sortie et pour assurer l'amortissement des vibrations.