Brevet FR2475174A1 — publié le 19810807

I 2475174 La présente invention est relative à un disque amortisseur pouvant être appliqué à un embrayage à friction ainsi qu'à un dispositif d'amortissement interposé entre un moteur marin et un mécanisme réducteur, en vue d'absorber les vibrations. Dans un embrayage classique à friction, on prévoit une paire de plaque d'embrayage annulaire et de plaque de retenue dispo- sées sur les deux côtés d'un flasque radial d'un moyeu cannelé sur un arbre de sortie. Une portée, conçue de façon à réaliser un engagement à friction, est connectée à la partie extérieure de la plaque d'embrayage par l'intermédiaire de plaques de com- pression élastique ou d'amortissement et la plaque d'embrayage ainsi que la plaque de retenue sont reliées au flasque de moyeu à l'aide de ressorts de torsion. Par ailleurs la plaque d'em- brayage et la plaque de retenue sont connectées au flasque par l'intermédiaire d'éléments de friction annulaires disposés entre lesdites plaques et ledit flasque. Dans une telle disposition, lorsque les ressorts de torsion sont comprimés par le couple transmis, la plaque d'embrayage et celle de retenue subissent une torsion (ou sont soumises à un couple de torsion), par rap- port au flasque du moyeu. De cette torsion des plaques ou du couple de torsion s'exerçant sur les plaques, résulte un glisse- ment sur les surfaces des éléments de friction (garnitures de friction) ce qui produit un couple d'hysteresis lors de la tor- sion et par conséquent la formation de vibrations de couple qui doivent être soit absorbées soit amorties. Cependant dans ce type classique d'embrayage, étant donné que les éléments de friction sont constitués par de simples rondelles de friction annulaires et des ressorts en cône et que chacune des surfaces appliquées les unes contre les autres des éléments de friction, glisse selon un effort constant pendant le déroulement de la torsion, le couple d'hysteresis ne se modifie pas pendant tout le temps que se produit cette torsion. Par conséquent, les vibra- tions résultant du couple (vibrations de couple) ne peuvent pas être absorbées efficacement et il est impossible d'éliminer ef- ficacement les bruits qui se produisent lors de l'accélération du moteur et ceux résultant du choc des dents des différents pignons lors de la marche du ralenti. La présente invention se propose en conséquence d'apporter un disque amortisseur perfectionné dans lequel le couple d'hys- 2 2475174 terésis change lorsque se produit le couple de torsion. Le disque amortisseur selon cette invention comprend: un flasque radial prévu sur la périphérie extérieure d'un moyeu can- nelé disposé sur un arbre de sortie; une paire de plaques laté- rales disposées sur les deux côtés du flasque; des ouvertures réalisées dans le flasque et dans les plaques latérales, ces ou- vertures étant en correspondance selon la direction axiale du disque; des ressorts de torsion disposés dans lesdites ouver- tures; une broche d'arrgt reliant la partie radialement externe des plaques latérales; une sous-plaque interposée entre le flasque et l'une au moins des plaques latérales; et des encoches ou des fentes formées dans le flasque et la sous-plaque, au-tra- vers desquelles s'étend ladite broche avec un jeu entre elles dans le sens de la rotation, l'encoche ou la fente dans la sous plaque étant plus courte que celle prévue dans le flasque, la force de friction entre le flasque et la sous-plaque étant plus importante que celle présente à l'intérieur des plaques latérales. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés qui en illustre un mode de réalisation donné à titre d'exemple dépourvu de caractère limitatif. Sur les dessins: - la figure I est une vue en coupe d'un disque d'embrayage mettant en oeuvre cette invention - la figure 2 est une vue partielle selon la flèche II de la figure 1, certaines parties ayant été éliminées pour des rai- sons de simplification; - la figure 3 est une vue en coupe selon III-III de la figure 2; - la figure 4 est un graphique montrant la relation qui existe entre le couple et la torsion; - - la figure 5 est une vue en coupe selon V-V de la figure 5 et - la figure 6 est une vue partielle en coupe d'un disque d'em- brayage différent de celui objet de cette invention. En se référant au dessin et plus particulièrement à la fi- gure 1, on voit en 1 un moyeu cannelé conçu pour s'adapter sur un arbre de sortie (non représenté). Ce moyeu cannelé 1 comporte un flasque radial 2 sur sa périphérie extérieure et une plaque annulaire d'embrayage 5 (plaque latérale) ainsi qu'une plaque an- nulaire de retenue 4 (plaque latérale) sont prévues sur la péri- phérie externe du moyeu 1, le flasque 2 étant situé entre ces deux plaques latérales. Des plaques d'amortissement ou de com- pression élastique 6 sont fixées sur la partie radialement exté- rieure de la plaque d'embrayage 3, par l'intermédiaire de rivets 5. Une paire de portées annulaires 8-8, sont fixées sur les deux surfaces des plaques 6 à l'aide des rivets 7. Une paire de sous- plaques 10-10 sont disposées entre le flasque 2 et chacune des plaques 3 et 4. Une rondelle de friction 11 est disposée entre la partie radialement interne du flasque 2 et chacune des sous- plaques 10-10 et des ressorts à lame 12-12 sont disposée respec- tivement entre la plaque d'embrayage 3 et la sous-plaque adja- cente 10 ainsi qu'entre la plaque de retenue 4 et l'autre sous- plaque 10. Les parties extérieures de la plaque d'embrayage 3 et de la plaque de retenue 4 sont reliées rigidement les unes aux autres par des broches d'arrêt 13 qui traversent des encoches ou des fentes 15 et 16 formées dans les périphéries extérieures du flasque 2 et des sous-plaques 10-10. Le flasque 2 est connec- té à la plaque d'embrayage 3 et à la plaque de retenue 4, à l'aide de ressorts à boudin.20 (ressorts de torsion) et 20a (fi- gure 2). Chacun des ressorts à boudin 20-20a s'étend dans la direction circonférentielle du disque (en d'autres termes, ils s'étendent verticalement par rapport au plan de la figure 1), et, il est disposé dans des ouvertures 21, 22, 23 et 24 (ou 21, 22a, 23a, 24-24) formées dans le flasque 2, la plaque d'embrayage 2, la plaque de retenue 4 et les deux sous-plaques 10-10 et qui sont en correspondance dans la direction axiale du disque (en d'autres termes dans le sens de la largeur par rapport au plan de la figure 1). En se référant à la figure 2, dans le disque d'embrayage selon l'exemple de réalisation représenté, trois forts ressorts a et un ressort faible 20 sont disposés selon des espacements circonférentiels égaux les uns par rapport aux autres. La longueur circonférentielle de chaque ouverture 21 du flasque 2 est égale à celle de chaque-ouverture 24 des sous- plaques 10-10 et elle est également égale à celle des ouvertures 22 et 23 de la plaque d'embrayage 3 et de la plaque de retenue 4 dans lesquelles vient s'ajuster le ressort faible 20. D'autres ouvertures 22a et 23a, pour les ressorts forts 20a, sont circon- férentiellement plus longues que les ouvertures 21 du flasque 2. 2 47517 4 4 2475174 Les encoches 15 et 16 pour les broches d'arrêt 13 s'éten- dent dans la direction-.circonférentielle du disque. Dans la posi- tion illustrée par la figure 2, pour laquelle la plaque d'em- brayage 3 ne subit pas de couple de torsion ou ne se tord pas, par rapport au flasque 2, des espaces circonférentiels Li et 11, sont formés entre chaque broche d'arrêt 13 et des bords latéraux 17-17' de chaque encoche 16 des sous-plaques 10-10 et des espaces circonférentiels L. et L3 sont formés entre chaque broche d'ar- rêt 13 et les bords latéraux 18-18' de chaque encoche 15 du flasque 2. Les espaces L 3 et L31 sont plus longs que les espaces l et I, d'une valeur égale aux espaces L2 et L2 respective- ment. On se réfère maintenant à la figure 3 sur laquelle les deux sousplaques 10-10 sont reliées rigidement l'une à l'autre par des rivets 30. Lorsque les sous-plaques 10-10 sont libres, avant d'être reliées l'une à l'autre par les rivets 30, chaque sous- plaque 10 présente en coupe une forme plate ou conique. Lorsque cette forme est conique, la partie radialement extérieure de chaque plaque 10 est plus éloignée du flasque 2 que la partie intérieure. Les sous-plaques 10-10, qui sont formées de la façon indiquée ci-dessus, sont liées rigidement l'une à l'autre par des rivets 30, de façon que la force de friction entre chaque sous-plaque 10, la rondelle de friction 11 et le flasque 2 soit plus importante que la force de friction qui existe entre chaque sous-plaque 10, le ressort à lame 12 et l'une des plaques d'em- brayage 2 ou de retenue 4. Comme on peut le voir sur la figure 2, chacSe rivet 30 s'étend au-travers de la partie interne de l'encoche 15 dans le flasque 2. Des espaces L4 et L4, sont for- més entre chaque rivet 30 et les bords latéraux de chaque en- coche 15. Les espaces L4 et 14, sont plus longs ou égaux aux espaces L3-L., dans l'angle de torsion. Le fonctionnement de ce-dispositif est le suivant Dans la position représentée sur les figures 1 à 3, pour laquelle l'angle de torsion D = 0 (voir la figure 4), lorsque les portées 8-8 sont appliquées sur le volant (-non représenté) d'un moteur, par l'intermédiaire d'une plaque de pression (non représentée), le couple qui s'exerce dans la direction R (fi- gure 2) est transmis à la plaque d'embrayage 3. Lorsque ce cou- ple est extrêmement faible, il ne se produit aucun glissement 2475174 sur les surfaces appliquées des ressorts à lame 12-12 de la fi- gure 1. Par conséquent, le couple est trasmis des plaques 3 et 4 du flasque 2, par l'intermédiaire des ressorts à lame 12-12, des sousplaques 10-10 et des rondelles 11-11 et ensuite au moyeu 1 et à l'arbre de sortie, sans compression des ressorts 20 et a. Il en résulte que les plaques 3 et 4 ne subissent pas de tor- sion par rapport au flasque 2. Le fonctionnement n'a pas été re- présenté sur la figure 4, étant donné que le couple T transmis pendant un tel fonctionnement, est extrêmement faible. Lorsque le couple T dépasse cette valeur extrêmement faible, il se produit un glissement sur la surface appliquée de chaque ressort à lame 12, si bien que les plaques 3 et 4 subissent une torsion par rapport au flasque 2 et les ressorts à boudin 20-20a sont comprimés. Le couple est transmis par l'intermédiaire des res- sorts. Lorsque l'angle de torsion D est&100 (dans la section com- prise entre 0 et Pl sur la figure 4), chaque ressort 20a (figure 2) n'est pas comprimé par les bords latéraux 31 et 52 définissant chaque partie postérieure (dans la direction de la rotation R) de trois jeux d'ouvertures 22a-et 23a.de la plaque d'embrayage 3 et m de la plaque de retenue 4 et seul un ressort 20 est comprimé par des bords latéraux 33 et 34 définissant les parties postérieures, dans la direction R, des ouvertures 22 et 23. Par conséquent, dans la partie 0-P1 de la figure 4, le couple T est transmis depuis les bords latéraux 33 et 34 des ouvertures 22 et 23 dans les plaques 3 et 4 à un bord 35 de l'ouverture 21 dans la plaque 2, par l'inter- médiaire de seulement un faible ressort 20 faisant partie du sys- tème des 4 ressorts 20-20a. Il en résulte que le taux ou rapport d'augmentation de couple transmis T, par rapport à l'angle de tor- sion D est faible comme on peut le voir sur la figure 4. Lorsque l'angle de torsion D dépasse 100 (partie P1-P4 du diagramme de la figure 4), trois ressorts 20a sont comprimés par les bords laté- raux 31 et 52 des ouvertures 22a et 23a des plaques 3 et 4, et -le couple est transmis au flasque 2 à partir des plaques 3 et 4, par l'intermédiaire des trois forts ressorts 20a et également du res- sort 20 comme expliqué ci-dessus. Il en résulte que l'inclinai- son de la droite entre Pl et P2 (figure 4) augmente. Durant le fonctionnement décrit ci-dessus, on peut obtenir le mode opérationnel ci-après. Lorsque l'angle de torsion D est inférieur à 110 (P1 -P2, figure 4), il se produit un glissement uniquement sur les surfaces des ressorts à lame 12-12 (figure 5) 6 2475174 et il ne se produit aucun glissement sur les surfaces des ron- delles de friction 11-11 présentant une forte force de friction. Par conséquent, les sous-plaques 10-10 ne se déplacent pas par torsion, par rapport au flasque 2 et seules les plaques d'em- brayage 3 et de retenue 4 subissent une torsion dans la direction R par rapport au flasque 2. Lorsque l'angle de torsion D atteint 110 (P2- Figure 4), après que chaque broche 13 de la figure 5, fixée aux plaques 3 et 4 ait traversé l'espace Li, chaque broche 13 vient au contact du bord latéral 17 de chaque encoche 16 des sous-plaques 10-10 et ensuite, les sous-plaques 10-10 se déplacent ensemble avec lesplaques 3 et 4, de manière qu'une partie du couple soit trans- mise au flasque 2 à partir des plaques 3 et 4, par l'intermé- diaire.des broches 13, des sous-plaques 10-10 et des rondelles de friction 11-11. Lorsque le couple T augmente depuis une va- leur t2 correspondant au point P2 jusqu'à une valeur sensiblement plus élevée t3 (P3), il ne se produit aucun glissement sur les surfaces des rondelles 11-11 et l'angle de torsion D n'augmente pas. Lorsque le couple T dépasse la valeur t3, il se produit un glissement sur les surfaces des rondelles 11-11, et les sous- plaques 10-10 subissent ensemble une torsion, avec les plaques 3-4, par rapport au flasque 2. Ce glissement entraîne une se- conde hysteresis dans l'application de la torsion c'est-à-dire dans la relation entre le couple T et l'angle de torsion D. Cette 25. seconde hysterésis est importante étant donné que la force de friction sur les rondelles 11-11 est importante, comme on l'a indiqué ci-dessus. Lorsque l'angle de torsion D atteint 140, les broches 13 viennent au contact des bords latéraux 18 des encoches 15 du flasque 2, ce qui s'oppose à toute torsion ultérieure. Dans la zone de couple négatif représentée sur la partie de gauche inférieure de la figure 4, chaque élément fonctionne comme décrit cidessus et il se produit une modification de l'inclinaison de la ligne de déroulement de la torsion et égale- ment un changement de couple d'hysteresis, pendant l'application de la torsion. Selon la présente invention et comme on l'a expliqué en détail ci-dessus, lorsque l'angle de torsion D est faible, il se produit un glissement entre les plaques 3 et 4 et les sous- 2 2475174 plaques 10-10 et, lorsque l'angle de torsion D dépasse une va- leur prédéterminée (par exemple 110), il se produit un glisse- ment entre les sous-plaques 10-10 et le filasque 2, si bien que le couple d'hysteresis change pendant l'application du couple de torsion. Par conséquent on peut efficacement empêcher le bruit qui se produit lors de l'accélération du moteur et celui résul- tant du choc des dents des pignons. La valeur (par exemple 110) pour laquelle commence à se produire la seconde hysteresis est déterminée par l'espace L1 (ou L,) entre chaque broche d'arrêt 13 et le bord latéral 17 (17') de chaque encoche 16 dans les sous-plaques 10 et 10 et elle peut être déterminée sans relation par rapport à la valeur (par exemple 100) pour laquelle les forts ressorts 20a commencent à fonctionner (ou à être comprimés). Par conséquent, l'angle ou la période la plus appropriée pour le second couple d'hysteresis peut être déterminé sans tenir compte des ressorts 20a. Etant donné qué la force de friction entre les plaques 3 et 4 et les sousplaques 10-10 est faible et que le premier couple d'hysteresis est également faible, le bruit provoqué par le choc ou l'impact des dents des pignons lorsque le moteur tourne au ralenti (c'est-à-dire lors de la transmission d'un faible couple) peut être efficacement supprimé. Par ailleurs, étant donné que la force de friction entre le flasque 2 et les sous-plaques 10 et 10 est importante et que le second couple d'hysteresis est également important, on peut efficacement empêcher le bruit qui se produit lors de l'accélération, c'est-à-dire lors de la trans- mission d'un couple de valeur importante. Etant donné que les sous-plaques 10 et 10 peuvent être fabri- quées à l'aide de machines à poinçonner, leur obtention est facile. En outre, puisque la partie sur laquelle s'applique chaque broche 13 est constituée par les bords latéraux 17 et 17' dans les sous plaques 10-10, il en résulte que les bords latéraux 17 et 17' ne sont pas recourbés et l'on peut obtenir une durée de vie élevée. Cet avantage et ceux mentionnés ci-dessus ressortent clairement d'une comparaison avec le disque représenté sur la figure 6 qui est un disque selon l'état antérieur de la technique capable de modifier le couple d'hysteresis. En se référant à la figure 6, on voit qu'une sous-plaque 40 est disposée uniquement entre un flasque de moyeu 2 et une plaque 8 2475174 de retenue 4. Des éléments de friction (garnitures de friction) 41 et 42 qui sont constitués par des rondelles de friction ou similaires, sont disposés respectivement entre la sous-plaque 40 et la plaque de retenue 4 et entre la sous-plaque 40 et le flas- que 2. La sous-plaque 40 est pourvue d'une ouverture 43 de même longueur qu'une ouverture 21 du flasque 2, dans la direction cir- conférentielle (le sens de la largeur pour le plan de la figure 6). Des bords latéraux 45 et 45 sont recourbés et ils pénètrent dans une ouverture 23a de la plaque de retenue 4. Dans ce mode de réalisation, lorsque l'angle de torsion est faible, la sous- plaque 40 se déplace avec le flasque 2 et il en résulte un glis- sement entre la plaque de retenue 4, l'élément de friction 41 et la sous-plaque 40. Lorsque l'angle de torsion excède une va- leur prédéterminée, l'un des bords recourbés 45-45 vient appuyer contre un bord 32 de l'ouverture 23a et il en résulte un glisse- ment entre la sous-plaque 40, l'élément de friction 42 et le flasque 2. Cependant, dans le mode de réalisation connu illustré par la figure 6, le bord latéral 45 de la sous-plaque 40 vient au contact du bord latéral 32 de l'ouverture 23a en même temps que le second ressort 20a commence à être comprimé, si bien que la période de la seconde hysteresis coîncide avec la période pendant laquelle le ressort 20a est comprimé. Il est par conséquent im- possible de déterminer librement la période de la seconde hyste- resis sans tenir compte du ressort 20a et il est très difficile d'obtenir une hysteresis mieux appropriée. Lorsque les forces d'application contre les éléments de friction 41 et 42 sont égales, ces forces de friction de ces éléments 41, 42 sont sensiblement identiques. Par conséquent, dans le cas o la force de friction de l'élément 41 est faible, le bruit qui se produit lors de la marche au ralenti peut être efficacement éliminé, cependant, lorsque la force de friction de l'autre élément 42 est également faible, *on ne peut pas empê- cher efficacement le bruit qui se produit pendant l'accélération du moteur. Enfin dans le cas o la force de friction des deux éléments 41 et 42 est importante, il se-produit l'inconvénient inverse. Etant donné que les bords latéraux 45-45 doivent être réali- sés par emboutissage, le prix de revient de l'usinage de la 9 2475 1/4' sous-plaque 40 est élevé. En outre, lorsque le bord latéral recourbé 45 est appliqué contre le bord latéral 32, la partie recourbée de chaque bord 45 peut être facilement endommagée ou détruite. Plus particulièrement, lorsque la précision d'usinage de la partie incurvée est faible, une force excessivement impor- tante est appliquée à cette partie recourbée, ce qui augmente le risque d'endommagement. Le dispositif selon cette invention s'applique notamment à un disque dans lequel les ressorts de torsion ont un fonction- nement en une étape, ou trois étapes ou plus. Une seule sous- plaque 10 peut être utilisée en plus de la plaque d'embrayage Q ou de la plaque de retenue 4. Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limi- tée à l'exemple de réalisation décrit et représenté mais qu'elle en englobe toutes les variantes. 2475174 REVENDICATIONS 1.- Disque amortisseur, caractérisé en ce qu'il comporte: un flasque radial (2) formé sur la périphérie extérieure d'un moyeu (1) cannelé sur un arbre de sortie; une paire de plaques latérales (3,4) disposées sur les deux côtés du flasque (2); des ouvertures (21, 22, 22a, 23, 23a) formées dans le flasque (2) et les plaques latérales (3, 4), ces ouvertures étant en correspondance selon la direction axiale du disque; des ressorts de torsion (20, 20a) disposés dans les ouvertures; une broche d'arrgt (13) reliant les parties radialement extérieures des plaques latérales (3, 4); une sous-plaque 10 disposée entre le flasque (2) et au moins l'une des plaques latérales (3, 4); des encoches (15, 16) formées dans le flasque (2) et la sous-plaque (10), au travers desquelles s'étend ladite broche (13) avec des espaces (L^, L3) selon le sens de la rotation (R), l'encoche (16) de la sous-plaque (10) étant plus courte que l'encoche (15) du flasque (2) et, en ce que la force de friction entre le flasque 2 et la sous-plaque 10 est choisie plus forte que celle qui se produit à l'intérieur des plaques latérales (3, 4). 2.- Disque amortisseur selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que les deux sous-plaques (10-10), rigidement connec- tées par des rivets (30) sont disposées respectivement entre le flasque (2) et les deux plaques latérales (3,4). 3.- Disque amortisseur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les ressorts de torsion (20, 20a) com- prennent un ressort faible (20) qui exerce son action sur toute la zone de torsion et des ressorts forts (20a) qui exercent leur action lorsque l'angle de torsion dépasse une valeur pré- déterminée, 4.- Disque amortisseur selon la revendication 3, cara-té- risé en ce que ladite valeur prédéterminée est inférieure à un angle de torsion pour lequel commence le second couple d'hyste- resis. 5.- Disque amortisseur selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un disque d'embrayage à friction.