Brevet FR2490757A1 — publié le 19820326

La présente invention est relative à un disque d'amortis- sement à friction destiné plus particulièrement aux embrayages à disque de véhicules terrestres, aux machines destinées aux bâtiments, aux machi- nes de travaux publics, aux équipements industriels et similaires et elle convient plus spécialement aux disques d'embrayage à friction de moyen- ne et grande dimension. Dans un type connu de disque d'amortissement friction, une sous-plaque est disposée entre un flasque radial d'un moyeu cannelé assujetti à un arbre de sortie, et chacune des plaques latérales constituant la plaque d'embrayage et la plaque de fixation du dispositif. Un premier élément de friction conçu de façon à développer une faible force de frottement, est disposé entre le flasque-moyeu et chaque sous- plaque, et un second élément de friction conçu de façon à développer une importante force de frottement, est disposé entre chaque plaque latérale et chaque sous-plaque. Dans un tel mode de réalisation connu, lorsqu'on trans- met un faible couple, et que par conséquent l'angle de torsion relative entre le moyeu-flasque et les plaques latérales est petit, il se produit un glis- sement sur la surface de chaque premier élément de friction, si bien qu'il existe un couple à faible hysteresis. Lorsque le couple transmis augmente jusqu'àune valeur importante, et que par conséquent l'angle de torsion augmente également jusqu'à une valeur importante, il se produit un glisse- ment sur la surface de chaque second élément de friction ce qui se traduit par un couple à forte hysteresis. Dans un disque dans lequel le couple d'hysteresis change de la façon indiquée ci-dessus, on peut empêcher les bruits lors de la marche au ralenti ou à vide à grande puissance. Cependant, dans ce type de disque d'amortissement à fric- tion selon la technique antérieure, étant donné que les sous-plaques sont disposées entre le moyeu-flasque et les plaques latérales, la distance entre deux plaques latérales est importante. Il en résulte que les plaques latérales ne peuvent pas supporter de façon stable les extrémités des res- sorts de torsion qui sont disposés dans des ouvertures prévues dans les sous-plaques et les plaques latérales, ce qui peut se traduire par une dispersion des caractéristiques de torsion et peut diminuer la fiabilité du système. En outre, dans des disques connus du type ci-dessus, étant donné que chaque second élément de friction est fermement appliqué contre une surface de chaque plaque latérale, et que l'autre surface de chaque plaque latérale n'est supportée par aucun élément, les plaques latérales peuvent être déformées sous l'action de la pression ce qui peut leur donner une forme conique ou ondulée. Il en résulte que le couple d'hysteresis dési- ré peut ne pas se produire et que les plaques latérales, particulièrement lorsqu'elles sont minces, peuvent être détruites. Cet inconvénient survient plus particulièrement avec des disques de dimension importante et de dimen- sion moyenne, disques dans lesquels les second éléments de friction sont appliqués très fortement, ce qui entraîne la formation de coupled'hysteresis particulièrement importants. L'invention se propose d'apporter un disque d'amortissement à friction perfectionné, ne présentant pas les inconvénients rappelés ci- dessus des disques selon la technique ent rieure. Dans le disque selon l'invention chaque plaque latérale est disposée entre chaque sous-plaque et le flasque d'un nmoyeu cannelé monté sur un arbre de sortie. En conséquence, la présente invention concerne un disque d'amortissement à friction caractérisé en ce qu'il corporte la ccaoinaison d'éléments suivants: - - un moyeu cannelé couplé à un arbre de sortie, - un flasque radial formé sur la périphérie externe du mqyeu cannelé, - une paire de plaques latérales annulaires disposées sur les deux côtés du flasque, - des ressorts de torsion positionnés dans des ouvertures formées dans le flasque et les plaques latérales etcoincidant selon la direc- tion axiale du disque, les plaques latérales étant reliées au flasque par 1' intermédiaire de ces ressorts, - une paire de sous-plaques annulaires disposées le long des côtés extérieurs des plaques latérales de manière que chaque plaque latérale puisse être disposée entre le flasque et chaque sous-plaque, - une broche pour relier les parties radialement internes des sous-plaques, les unes aux autres, - une ouverture formée dans le flasque et au travers de laquelle s'étend la broche avec un jeu qui correspond au premier angle de torsion entre cette broche et une arête latérale de l'ouverture prévue pour la broche, - des ouvertures formées dans les plaques latérales et au travers desquelles s'étend la broche, des jeux étant prévus de façon à correspondre au second angle de torsion entre la broche et les arêtes laté- rales de ces ouvertures, - une broche d'arrêt reliant les unes aux autres les parties radialement externes des deux plaques latérales, - une ouverture, formée dans le flasque, au travers de laquelle s'étend la broche avec un jeu qui correspond à l'angle de torsion maximale entre la broche d'arrêt et un bord latéral de l'ouverture, - un premier élément de friction disposé entre le flasque et les plaques latérales, ce premier él&rent pouvant développer une faible force de frottement, et, - un second élément de friction, disposé entre les sous- plaques et chacune des plaques latérales, ce second élément pouvant développer une I=portante force de frottement. Selon une autre caractéristique du disque d'amortissement à friction selon la présente invention, quelques uns des ressorts sont positionnés à une certaine distance des arêtes latérales des ouvertures prévues dans le flasque, avec des jeux qui correspondent à un angle de tor- sion qui est inférieur à l'angle de torsion maximum, lorsque la plaque latérale n'est pas soumise à une torsion. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés qui en illustrent divers eoemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif. Sur les dessins: - la figure 1 est une vue en coupe d'un exemple de réalisa- tion préféré du disque d'embrayage selon la présente invention, - la figure 2 est une vue partielle du disque représenté sur la figure 1, selon la flèche II-II de la figure 1, certaines parties ayant été enlevées, - la figure 3 est une vue en coupe selon III-III de la figure 2, et, - la figure 4 est une courbe illustrant la relation qui existe entre le couple et la torsion du disque d'embrayage selon la présente invention. En se référant à la figure 1, on voit en 1 un nmoyeu qui cxoprend des dents internes constituant des cannelures devant venir en prise sur un arbre de sortie (non représenté) et en 3 un flasque radial sur la périphérie externe du moyeu 1. Une paire de plaques latérales annulaires 5 et 6 sont disposées sur les deux côtés du flasque 3. Des plaques d'amortisse- ment 8 sont fixées sur la partie radialement externe de la plaque latérale 5 (qui constitue le disque d'embrayage) par l'intermédiaire de rivets 7. Une paire de garnitures annulaires de friction 10 sont fixées sur les deux faces de la plaque 8, respectivement à l'aide de rivets 11. Les parties extérieures des plaques latérales 5 et 6 sont reliées l'une à l'autre à l'aide de broches d'arrêt 12. Les plaques 5 et 6 sont pourvues d'ouvertures dans leur partie interne dans lesquelles sont ajustées les extrÈiités de petit diamètre d'une sous-broche 13. Un premier élément de friction 151 qui est constitué par une rondelle de friction, un ressort ondulé ou similaire est disposé entre les parties radialement internes du flasque3 et chacune des plaques latérales et 6. Chaque premier élément de friction 15 peut développer une faible force de frottement. Les sous-plaques annulaires 16 sont disposées le long des surfaces extérieures des plaques latérales 5 et 6 respectivement, de manière que, chacune des plaques latérales 5 et 6 soit disposée entre chaque sous- plaque 16 et le flasque 3. Un second élément de friction 17, constitué par exemple par une rondelle de friction, un ressort ondulé ou similaire, est disposé entre les parties internes de chaîue sous-plaque 16 et chacune des plaques latérales 5 et 6. Les parties internes des deux sous- plaques 16 sont reliées rigidement les unes aux autres par l'intermédiaire d'une broche 18. Cette broche exerce une traction de façon que les sous-plaques 16 soient sollicitées fortement l'une vers l'autre, afin que chaque second élément de friction 17 puisse être fermement appliqué et qu'il puisse développer une i=portante force de frottement. Etant donné que les deux plaques latérales et 6 sont reliées l'une à l'autre et supportées par la sousbroche 13, chaque premier élément de friction 15 n'est pas soumis à la pression qui est appliquée aux plaques 5 et 6 par les second éléments de friction 17. I1 en résulte que la pression appliquée à chaque premier élément de friction 15 est petite et que la force de frottement développée par chaque élément 15 est également petite ainsi qu'on l'a expliqué dans la description qui pré- cède. Les surfaces de chaque premier élément de friction 15 peuvent être lisses, et les surfaces de chaque second élément 17 peuvent être rugueuses, afin d'obtenir la différence de forces de frottement telles que spécifiées ci-dessus. Des ressorts de torsion 20 et 21 (qui peuvent être des ressorts à boudin) coeportant respectivement un petit diamètre et un grand diamètre sont montés coaxialement. Les ressorts 20 et 21 s'étendent selon une direction sensiblement circonférentielle par rapport au disque (en d'autres termes, ils sont verticaux en considérant la figure 1) et ils sont positionnés dans des ouvertures 24, 25 et 23 formées dans les. plaques latérales et 6 et le flasque 3, ces ouvertures étant mises en coincidence selon la direction axiale du disque (c'est-à-dire transversalement par rapport à la figure 1). Les parties latérales de chaque ressort 21 faisant saillie au-delà des ouvertures 24 et 25 sont en prise dans des ouvertures ou des encoches 26 prévues sur la partie radialement extérieure des sous-plaques 16. Les plaques latérales 5 et 6 sont munies de parties incurvées 27 et 28 en forme de regard, ces parties étant formres le long des bords périphériques externes des ouvertures 24 et 25 respectivement. Chacune des parties incurvées 27 et 28 s'étend le long de la partie radialement extérieure de la partie en saillie du ressort 21 (ou est au contact de cette partie extérieure) si bien que chacun des ressorts 21 ne peut pas se dégager des ouvertures 23, 24 et 25. Le bord périphérique interne de chaque encoche 26 est découpé en biseau selon la périphérie de chaque ressort 21 et il s'étend le long de la partie latérale de ce ressort 21, ou est au contact de cette partie latérale.', Par conséquent, le ressort 21 est également enpêché de se dégager des ouvertures 23, 24 et 25. on se réfère maintenant à la figure 2. Sur cette figure 6 paires de ressorts 20 et 21 sont disposés dans le disque de façon à être également espacés les uns les autres selon la direction circonférentielle du disque. Des sièges pour ressort 28 sont disposés aux deux extrmités de chaque petit ressort 20. Six broches d'arzt 12 sont espacées régulièremxent et circonférentiellement les unes par rapport aux autres, et elles s'éten- dent respectivement au travers d'ouvertures ou d'encoches 30 prévues dans le flasque 3. Le disque comporte.3 sous-broches 13 et 3 broches 18 disposées les unes après les autres et régulièrement espacées les unes des autres. Chaque sous-broche 13 s'étend au travers d'une ouverture circonfé- rentielle 29 forméne dans le flasque 3 et elle est ajustée dans une autre ouverture 31 prévue dans les premiers éléments de friction 15. Des ouver- tures circonférentielles 32, 33 et 34, au travers desquelles s'étend chaque broche 18, sont fornées dans le flasque 3, dans les plaques latérales 5 et 6 et dans les premiers éléments de friction 15. Les ouvertures 33 et 34 possèdent les mimes formes et dimensions. Chaque broche 18 est logée dans une ouverture 35 prévue dans le second élément de friction 17. On se réfère maintenant à la figure 3. Des espaoes circon- férentiels L1 et L'1 sont prévus entre chaque broche d'arêt 12 et les deux arêtes latérales 40 et 40' de chacune des encoches 30 du flasque 3. Les espaces L1 et L'i, ainsi que d'autres espaces dont il sera question plus loin, se forment lorsque les plaques 5, 6 et 16 ne sont pas soumises à une torsion ou ne tournent pas à torsion, par rapport au flasque 3, comme représenté sur la figure 3 et l'angle de torsion D (figure 4) est égal à 0 . L'espace L1 correspond à un angle de torsion _raximum par exemple 8 sur la figure 4, dans la direction de torsion positive. L'espace L'1 correspond à un angle de torsion maximum, par exemple 70, dans le sens de la torsion négative. Des espaces L2 et L'2 sont formes entre chaque broche 18 et les deux arêtes latérales 41 et 41' de chaque ouverture 32 du flasque 3. Les espaces L2 et L'2 correspondent respectivement au premier angle de torsion positive, par exempie 3 , et au premier angle de torsion négative 2 par exemple. Des espaces L3 et L'3 sont formés entre chaque broche 18 et les deux bords latéraux 42 et 42' de chaque ouverture 33 des plaques laté- rales 5 et 6. Les espaces L3 et L'3 correspondent respectivement aut second angle de torsion positive et au second angle de torsion négative (5 ), qui constitue la différerce entre l'angle maximum 8 et 7 et le prenier angle 3 et 2 , respectivement (c'est-à-dire 8 - 3 et 7 - 2 ). Des espaces L4 et L'4 sont formés entre la sous-broche 13 et les arêtes latérales 43 L4 4 et 43' de chaque ouverture 29 du flasque 3. Ces espaces L4 et L'4 corres- pondent à des angles de torsion qui sont les mines que les angles de torsion maximum respectivement ou qui sont plus importants que ces angles. Lorsque l'angle de torsionD est égal à 0 , les deux extrémités des ressorts 20 et 21 sont au contact des arêtes latérales 45, 45', 46 et 46' des ouvertures 24 et 25 des plaques latérales 5 et 6. Cinq paires de 6 paires de ressorts (20 et 21 sur la figure 2), à l'exception d'une paire 48 présentent la même construction qu'indiquée ci-après. Les deux extrémités de ces cinq paires de ressorts sont éloignées des deux arêtes latérales 47 et 47' de l'ouverture 23 du flasque 3, d'une distance égale respectivement à L5 et L'5, ces distances correspondant respectivement aux premiers angles de torsion 3 et 2 . L'autre paire de ressorts 48 est disposée dans l'ouverture 23 qui possède une partie e. saillie 50 sur chacun de ses bords latéraux 47 afin de supporter le siège 28 du petit ressort 20. Les parties du bord latéral 47, à l'exception de la saillie 50, sont distantes du grand ressort 20 d'une quantité qui est égale aux espaces L5 et L'5 représentés sur la figure 4. Le fonctionnement du dispositif décrit ci-dessus est le suivant. Dans la position illustrée par les figures 1 à 3, dans laquelle l'angle de torsion D est égal à 0 , lorsque les garnitures 10 sont appliquées contre un volant (non représenté) d'un moteur, par l'intemrédiaire d'une plaque de pression ( non représentée) un couple est transmis aux plaques latérales 5 et 6 et le disque est entrainé en rotation dans le sens de la flèche R (figure 2). lorsque le couple est faible, les plaques latérales 5 et 6 sont reliées aux flasque 3 par l'intermédiaire des premiers éléments de friction 15, sans aucun glissement, et le couple T est transmis des plaques 5 et 6 à l'arbre de sortie, par l'intermédiaire des premiers éléments de friction 15, du flasque 3 et du moyeu 1. Lorsque le couple T dépasse une faible valeur qui corres- pond à la force de frottement maximale des éléments de friction 15, il se produit un glissement entre ces éléments 15 et le flasque 3, ce qui se traduit par une torsion des plaques latérales 5 et 6, par rapport au flasque 3, dans le sens de la rotation R du disque (figure 2). Il résulte de cette torsion que le petit ressort 20 appartenant à la paire de ressorts 48, est appliqué par les saillies 50 et les arêtes latérales 45' et 46' des ouvertures 24 et 25. Par conséquent, le couple est transmis des plaques 5 et 6 au flasque 3 par l'intermédiaire d'un petit ressort 20. Pendant cette opération, les sous-plaques 16 se sont déplacées avec les plaques latérales 5 et 6 sous l'effet de la force de frottement des éléments 17, sans aucun glissement. Etant donné que seul un faible ressort 20 assure la transmission du couple lors de cette opération, la vitesse d'augmentation du couple T par rapport à l'angle de torsion D des plaques 5 et 6, est faible coame le montre la partie a-b de la courbe caractéristique couple-angle X représenté sur la figure 4. Par ailleurs, lors de ce fonctionnement il se produit un petit couple d'hysteresis h (figure 4) provoqué par le glissement des éléments 15. Lorsque l'angle de torsion D atteint la valeur de 3 , les sous-plaques 16, qui se sont déplacées avec les plaques latérales 5 et 6, occupent une position dans laquelle chaque broche 18 qui s'est déplacée d'une distance L2, est au contact de l'arête latérale 41 de l'ouverture du flasque 3. Apres ce contact, les sous-plaques 16 se déplacent en mnme temps que le flasque 3 et le couple est transmis des plaques latérales 5 et 6 au flasque 3, par l'intermédiaire des second éléments de friction 17, des sous- plaques 16 et des broches 18. Lorsque le couple T est inférieur ou égal à une valeur prédéterminée t il ne se produit aucun glissement sur les éléments 17 et l'angle D reste égal à 3 . Par ailleurs, lorsque l'angle D atteint 3 cinq autres petits ressorts 20 et six grands ressorts 21 supportés par les plaques latérales 5 et 6 viennent au contact des bords latéraux 47 des ouverture$23 du flasque 3, puis ils traversent l'espace L5. Lorsque le couple T dépasse la valeur t, il se produit un glissement sur les surfaces des éléments 17 ce qui se traduit par une torsion des plaques latérales 5 et 6 par rapport au flasque 3 et aux sous-plaques. Il en résulte que tous les ressorts 20 et 21 sont conprimés par les bords latéraux 47 des ouvertures 23 du flasque 3 et par les arêtes latérales 45' et 46' des ouvertures 24 et 25 prévues dans les plaques 5 et 6g et le couple est transmis des plaques 5 et 6 au flasque 3 par l'intermédiaire de tous les ressorts 20 et 21. Durant cette opération, un important couple d'hysteresis H est produit par le glissement des éléments 17 conme le montre la partie c-d de la courbe X représentée sur la figure 4. Par ailleurs, lors de cette opération, étant donné que la totalité des ressorts 20 et 21 sont coEprimés, la vitesse d'augmentation du couple T par rapport à l'angle de torsion D est élevée et la pente de la courbe X augmente dans la partie c-d. lorsque l'angle de torsion D atteint la valeur de 8 chaque broche d'arrêt 12 vient au contact du bord latéral 40 de chaque encoche 30 et toute torsion ultérieure est emêchée.' lorsque le couple T décroît depuis sa valeur maximale jusqu'à O kgm, l'angle de torsion D décroît jusqu'à 0 . Durant cette dé- croissance, l'inclinaison ou la pente de la courbe X est encore nodifiée et.:.le couple d'hysteresis change également. Lorsque le couple T augmente dans le sens négatif à partir de 0 kgm, chaque élément fonctionne de la même façon que décrit ci-dessus, l'angle D augmente jusqu'a une valeur de 7 dans la zone négative, et le couple d'hysteresis ainsi que l'inclinaison ou la.pente de la courbe X change pour un angle de 2 . Selon la présente invention, ainsi que cela ressort de la lecture de la description qui précède, lorsque change le couple d'hysteresis, on peut effectivement empêcher le bruit qui se produit lors d'une marche au ralenti ou à vide à une grande puissance. En outre, étant donné que les sou- plaques 16 sont disposées le long des cÈtés extérieurs des plaques latérales et 6, la distance L (voir la figure 1) entre les deux plaques latérales et 6 devient faible. Il en résulte que ces plaques latérales 5 et 6 peuvent supporter de façon stable les parties des ressorts 20 et 21 qui sont situées près de leur centre respectif, en d'autres termes, il s'agit des parties adjacentes au flasque 3, si bien que l'on peut obtenir une importante stabili- té lors de l'opération de torsion. Bien que les éléments 17 appliquent les surfaces des plaques latérales 5 et 6 situées en regard des sous-plaques adjacentes 16, les trois broches 13 et l'élément 15 maintiennent et supportent les plaques latérales et 6 à l'encontie de cette pression. Par conséquent, les plaques latérales et 6 ne peuvent pas être déformées par cette pression en prenant une forme effilée ou ondulée, et chaque élément fonctionne de façon stable. Ainsi qu'on l'a exposé dans la description qui précède, étant donné que les second éléments de friction 17 peuvent être fermement appliques, le second couple d'hysteresis H peut être établi à une valeur importante. Il en résulte que la présente invention convient particulièrement bien aux disques d'amortissement à friction de moyenne et grande dimension per- mettant de transmettre des couples de valeur importante. Si, come dans les réalisationsconnues les plaques latérales et 6 sont positionnées le long des côtés extérieurs des sous-plaques 16, des parties recourbées, similaires aux éléments 27 et 28, doivent être fornmes le long des bords périphériques internes des ouvertures 24 et 25 afin de s'opposer à un éventuel dégagement des ressorts 20 et 21. Cependant, dans l'exemple de réalisation représenté sur les dessins, étant donné que les sous-plaques 16 maintiennent les parties radialement internes (il s'agit des parties situées près du flasque 3) des ressorts 21, il n'est pas néces- saire de prévoir des parties recourbées ou incurvées le long des arêtes périphériques internes des ouvertures 24 et 25, ce qui simplifie considIra- blement le dispositif. Les longueurs des eopaoes L2 et L'2 et des espaces L5 et L'5 peuvent être choisies relativement différentes les unes des autres, par rapport à l'angle de torsion, afin que le couple d'hysteresis et l'inclinai- son de la courbe X puissent changer pour différentes valeurs d'angles de torsion. A la place d'une paire de ressorts 20 et 21 on peut utiliser un seul ressort. Un tel mécanisme à ressort peut être utilisé pour modifier deux fois l'inclinaison ou la pente de la droite ou la courbe X. Il demeure bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrit ou représenté, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. R1vENEDXCATIONS 1 - Disque d'amortissent à friction notamment pour embra- yage à disque, caractérisé en ce qu'il corporte: un myeu cannelé (1) devant être couplé à un arbre de sortie; un flasque radial (3) formé sur la péri- phérie externe du rmoyeu (1); une paire de plaques laterales annulaires(56). disposées sur les deux côtés du flasque (3);des ressorts de torsion (2021) disposes dans des ouvertures (24,25,23) pratiquées dans le flasque (3) et dans les plaques latérales (5,6) et coincidant dans la direction axiale edu disque, lesdites plaques latérales étant reliées au flasque par ses ressorts une paire de sous-plaques annulaires (16) disposées le long des ostés exté- rieurs des plaques latérales,-de manière que chaque plaque latérale puisse être disposée entre le flasque et chaque sous-plaque; une broche (18) pour relier les parties radialement internes des sous-plaques les unes aux autres; une ouverture (29) formée dans le flasque. (3) et au travers de laquelle s'étend la broche (18) avec un jeu qui correspond à un premier angle de tor- sion entre ladite broche et une arête latérale (41,41') de ladite ouverture prévue pour cette broche; des ouvertures(32, 33, 34) prévues dans les plaques laterales et au travers desquelles s'étend ladite broche (18) avec des jeux qui correspondent à un second angle de torsion entre cette broche et les arêtes latérales des ouvertures; une broche d'arrêt(12) reliant les unes aux autres les parties radialement externes des deux plaques latérales; une ouverture (30) formée dans le flasque (3) au travers de laquelle s'é- tend la broche d'arrêt (12) avec un jeu qui correspond à un angle de torsion maximale entre la broche d'arrêt et un bord latéral de ladite ouverture un premier élément de friction (15) disposé entre le flasque (3) et les plaques latérales (5,6), ce premier élément pouvant développer une faible force de frottement et>un second élément de friction (17) disposé entre les sous-plaques (16) et chaque plaque laterale (5,6), ce second élément pouvant développer une force importante de fro ttement. 2 - Disque d'amortissement à friction selon la revendication 1, caractérisé en ce que certains des ressorts (20, 21) sont positionnés - à une certaine distance des arêtes latérales des ouvertures (23) prévues dans le flasque (3) avec des jeux qui correspondent à un angle de torsion qui est inférieur à l'angle de torsion maximum lorsque la plaque latérale n'est pas soumise à une torsion.