Brevet FR2503812A1 — publié le 19821015

La présente invention concerne un dispositif de transmission du couple de rotation, destiné notamment à transmettre le couple entre le moteur et les roues motrices d'un véhicule. Ce dispositif comprend un premier et un second élément de transmission du couple monta de fa çon à pouvoir tourner l'un relativement à l'autre autour d'un axe commun. Des moyens élastiques de transmission du couple sont prévus entre le premier et le second élément, ainsi que des moyens d'amortissement a friction pour amortir les oscillations qui peuvent se produire dans le dispositif. Le premier et le second élément de transmission du couple sont, par exemple, des pièces d'un disque d'embrayage tel que ceux utilises couramment dans la transmission du mouvement entre le moteur et la boite de vitesses de véhicules automobiles. On sonnait d8jà un dispositif de transmission de ce type par la description qui en est faite dans le brevet allemand NO 2.159.690 Il présente l'inconvenient que lorsque la rotation relative entre le premier et le second él6- ment de transmission change de sens, le couple assistant provenant de la présence des moyens d'amortissement à friction et qui s'oppose à une rotation relative entre les dits éléments subit une brusque modification égale au double de la valeur du couple produit par les moyens dtamor tissement. Cette modification brutale du couple est transmise aux divers éléments du dispositif et a pour consequen- ce une violente secousse dans ce dernier.Cette secousse peut exciter les fréquences naturelles présentes dans le dispositif de transmission du couple et diminuer ainsi I' efficacité des moyens d'amortissement à friction. L'invention a donc pour objet de réaliser un dispositif de transmission du couple de rotation dans lequel le changement de sens de la rotation relative entre le premier et le second élément de transmission ne produit pas de modification brusque du couple résistant dû au frottement, qui s'oppose à la rotation relative précitée A cet effet, dans le dispositif selon l'invention, une partie au rotins des moyens élastiques de transmission du couple est reliés en se rie à au moins une partie des moyens d'amortissement à friction entre le premier et le second élément de transmission. Cette liaison en se rie a pour effet de rendre conforme au- comportement de la dite partie des moyens élastiques, et donc moins brusque, la modification subie par le couple résistant dû au frottement lorsque la rotation relative change de sens. Il convient de signaler que le principe de la pré- sente invention peut être mis en oeuvre avec un nombre réduit d'éléments de construction supplémentaires, voire aucun, et, de ce fait, avec un minimum de frais. L'invention a aussi pour objet de répartir sur deux étapes ou davantage la modification du couple dû à la pré- agence des moyens d'amortissement par friction et qui résiste à la rotation relative entre le premier et le second élément de transmission, modification qui se produit lorsque le sens de cette rotation relative est inversé. A cet effet, des moyens à course à vide sont reliés en série à-la partie précitée des moyens élastiques de transmission et à la partie concernée des moyens d'amor- tassement à friction entre le premier et le second élément de transmission. Il est alors possible d'obtenir un change sont du couple résistant dû au frottement dont le comporte ment est bien adapté aux fréquences naturelles auxquelles on peut s'attendre. De toute façon, l'invention sera bien comprise a l' aide de la description qui suit, on référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes d'exécution de ce dispositif:: Fig. 1 est une vue en coupe axiale partielle d'un disque d'embrayage d'un dispositif de transmission du couple selon l'invention, pour un véhicule à moteur; Fig. 2 est une vue en plan partielle, suivant la flèche II de fig. 1; Fig. 2A est une vue similaire à telle de fig. 2, montrant des moyens à course à vide; Fig. 3 est une vue en coupe axiale plus détaillée d'un disque d'embrayage d'un dispositif de transmission du couple selon l'invention; Fig. 4, 5 et 6 sont des diagrammes montrant la relation entre le couple résistant dû à la présence des moyens d'amortissement par friction et qui s'oppose à la rotation relative entre le premier et le second élément de transmission et la position angulaire relative de ces éléments, dans le dispositif connu et dans différentes formes d'éxécution du dispositif selon l'invention. Le disque d'embrayage représenté partiellement à la figure 1 est désigné par la référence générale 1. il comprend un moyeu 2, muni de cannelures intérieures axiales 3a, qui permettent de le solidariser en rotation d'un arbre, par exemple l'arbre d'entrée du mouvement de la boite de vitesses d'un véhicule à moteur. Le moyeu 2 est aussi muni sur sa face externe d'une collerette 2, qui ne forme avec lui qu'une seule pièce.Le moyeu porte en outre deux flasques li et 5b, un de chaque côté de la collerette 2, reliés l'un à l'autre au moyen de rivets 6, de façon à pouvoir tourner ensemble relativement au moyeu 2, autour de 1' axe de celui-ci. Chaque rivet 6 traverse un évidement 2a de la collerette 2, de sorte que la rotation des flasques 5a et 5b relativement au moyeu 2 est limitée à l'étendue de l'évidement 2a dans le sens périphérique de la collerette. Comme on peut le voir à la figure 3, le flasque 105b est muni de garnitures de friction 10 la, qui viennent en contact frottant avec des faces formées respectivement sur le carter d'embrayage et sur un disque d'entrainement. On peut voir en outre à la figure 3 qu'il est prévu des ressorts de compression hélicoidaux îc logés dans des fenêtres 2b de la collerette 2 et Sapa, 5ba des flasques 5a et 5b, respectivement.Ces ressorts hélicoldaux ic sont disposés tangentiellement à un cercle imaginaire dont le centre se trouve sur l'axe A - A (fig. 1) du disque d'embrayage et ils définissent une partie des moyens élastiques de transmission du couple qui s'opposent à une rotation relative entre le moyeu 2 d'une part et les flasques 5a et autre part, du fait qu'ils prennent appui contre les extrémités respectives des fenêtres 2b, Saa et 5ba. Un premier élément de friction annulaire 7b est interposé entre la collerette 2 et le flasque 5b, Un second élément de friction annulaire 7a est interposé entre la collerette 2 et un élément presseur annulaire 8a. Plusieurs ressorts en épingle à cheveux 9 sont répartis autour de l'axe A - A. Un de ces ressorts 9 est représenté aux figures 1 et 2. L' extrémité éloignée de l'axe A - A de chaque ressort 9 est fermée en forme de boucle et est fixée au flasque 5a par un rivet li Vers le milieu de sa longueur, chaque ressort est logé dans un évidement formant guidage 12, venu de fabrication avec le flasque Sa. L'extrémité du ressort proche de l'axe A - A s'étend entre deux éléments de butée Il prévus sur l'élément presseur annulaire 8a.Chaque ressort en épingle à cheveux 9 exerce une pression axiale, de sorte que l'élément de friction annulaire 7b est serré axialement entre la collerette 2 et le flasque ssb, d'une part, tandis que l'élément de friction annulaire 7a est serré axialement entre la collerette 2 et l'élément presseur 8a, d'autre part. On supposera que le disque d'embrayage n'est soumis à aucune charge et que les flasques 5a et 5b se trouvent en position de repos relativement au moyeu 2 et a sa collerette, position dans laquelle les ressorts hélicoldaux îc sont détendus au maximum et chaque rivet 6 se trouve à égale distance des extrémités de l'évidement respectif 2a de la collerette 2. Lorsque les flasques 5a et 5b exécutent un mouve- ment de rotation dans un premier sens relativement au moyyeu 2 et de sa collerette 2, les ressorts hélicoidaux lc sont comprimés entre les extrémités opposées des fenêtres 2b et 5aa, 5b que cette rotation rapproche l'une de l'autre, de sorte qu'ils produisent une force de réaction qui s'oppose à cette rotation relative entre les flasques et le moyeu autour de l'axe A - A.Un couple résistant dû au frottement, s'oppose aussi à ce mouvement de rotation, ce couple étant produit par le frottement contre l'élément de friction annulaire 7b de la collerette 2 et du flasque 5b et par le frottement contre l'élément de friction 7a de la collerette 2 et de l'élément presseur annulaire 8a. il convient toutefois de signaler que le ressort en épingle à cheveux 9 peut s'infléchir dans un plan perpendiculaire a l'axe A - A.En conséquence, une rotation de l'élément presseur annulaire 8a relativement à la collerette 2 ne peut avoir lieu qu'auprès que le ressort en épingle à cheveux 9 s'est infléchi à son extrémité proche de l'axe A - A suffisamment pour que la force de réaction élastique qui en résulte devienne supérieure au couple résistant dû au frottement qui existe entre l'élément presseur 8a et la collerette 2 par suite de la pression axiale exercée sur l'été ment de friction annulaire 7a par la dite extrémité du ressort 9. On supposera maintenant que le couple dû au frottement qui existe entre la collerette et le flasque 5b est négligeable par rapport au couple résistant dû au frottement créé entre l'élément presseur 8a et la collerette 2. La figure 5 montre un cycle d'oscillation de la rotation relative entre les flasques 5a, 5b, d'une part, et le moyeu 2' de l'autre. Dans cette figure, indique le décalage angulaire entre les flasques 5a, 5b et le moyeu 2 par comparaison avec la position de repos mentionnée plus haut. O définit cette position de repos. N est le couple dû au frottement, qui s'oppose au mouvement de rotation des flasques relativement au moyeu en fonction du décalage angulaire , te dit couple résultant du frottement créé entre 1' élément presseur annulaire 8a et la collerette 2. On supposera maintenant que les flasques 5a, 5b ont exécuté relativement à la collerette 2 un mouvement de rotation d'une amplitude maximale correspondant à "aQ à la figure 5. Pendant ce mouvement initial, le ressort en épingle à cheveux 2 s'est infléchi suffisamment pour que sa force de réaction élastique devienne supérieure au couple résistant dt au frottement créé entre l'élément presseur annulaire 8a et la collerette 2, de sorte qu'au moment où le point "a" a été atteint, le couple de frottement effectif était -M1.A ce point, le ressort en épingle à cheveux 2 est toujours infléchi et il tend à faire tourner les flasques 5a et 5b vers la position de repos 0 Lorsque cette rotation des flasques Sa et 5b se produit, la force de réaction élastique du ressort en épingle à cheveux 9 diminue sans qu'il y ait rotation relative entre l'élément presseur annulaire 8a et la collerette. Au point"b" de la figure 5, le ressort Za repris sa position non infléchie. Entre ce point "b" et le point "c", le ressort 9 s'est inflichi dans l'autre sens sans rotation relative entre l'élément presseur annulaire 8a et la collerette. Au point "c", le ressort 2 'est infléchi suffisamment dans l'autre sens pour que sa force de réaction élastique devienne supérieure au couple résistant dû au frottement créé entre l'élément presseur 8a et la collerette, de sorte que cet élément 8a est entraîné par les flasques 5a et 5b pendant le mouvement suivant, entre le point wcw et le point "d".Au cours de ce mouvement de wCw à wdt, le couple résistant entier +M1 s' oppose à la rotation des flasques 5a et 5b relativement au moyeu 3, jusqu'à ce qu'au point "d" le décalage angulaire maximal dans l'autre sens ait été atteint. Le comportement du disque d'embrayage représenté à la figure 1 est analogue à celui qui vient d'entre décrit lorsqu'on retourne du point "d" au point "a" en passant par les point "e" et "f". On peut voir aisément à la figure 5 que la modification du couple résistant dû au frottement, qui s'oppose a la rotation des flasques 5a et 5b relativement au moyeu 2 et passe de +M1 à -M1 et vice-versa, est relativement pro agressive, comme le montrent les lignes a, b, c et d, e, f, respectivement. Le diagramme de la figure 4 représente le comporte ment des disques d'embrayage connus. Ce comportement aurait lieu également si, dans la forme d'exécution décrite en référence à la figure 1, l'élément presseur annulaire 8e é tait lié rigidement au flasque 5a . On peut voir à la figu- re 4 que le changement de sens de la rotation relative produit un brusque passage du couple résistant de la valeur -M1 à la valeur +M1, ou vice-versa. On comprend aisément que le comportement des moyens d'amortissement par friction peut varier dans une large mesure sans s'écarter du principe de l'invention. il est possible, par exemple, que le frottement entre la collerette 2 et le flasque 5b ne soit pas négligeable. Dans ce cas, le couple dû au frottement est toujours présent entre le flasque 5b et la collerette 2 lors de la rotation du dit flasque relativement à cette dernière et il se superpose à celui représenté à la figure 5. il est en outre possible de faire varier le couple dû au frottement entre l'élément presseur 8a et la collerette 2, d'une part, et celui dû au frottement entre le flasque 5b et la dite collerette 2, d'autre part. On peut varier, par exemple, les caractéristiques de friction des éléments annulaires 7a et 7b ou le diamètre intérieur et/ ou extérieur de ces éléments. Une autre modification est représentée à la figure 2A. Dans cette forme d'exécution, une course à vide est pré- vue entre les éléments de butée Il' et l'extrémité du ressort en épingle à cheveux 9 qui est proche de l'axe du disque d'embrayage. En se basant sur les explications fournies en référence à la figure 5, on comprend aisément qu'une forme d'exécution comportant la modification représentée à la figure 2A produit un cycle de variation du couple résistant dû au frottement analogue à celui représenté à la figure 6, dans laquelle les points correspondants ont été désignés par les mêmes lettres qu'à la figure 5. A la figure 6, les distances angulaires b - x et e - y correspondent à la distance angulaire entre les éléments Je butée il' à la figure 2A.Sur ces distances angulaires b - x et e - y, il n'y a pas de couple résistant dû au frottement entre le flasque 5a et la collerette 2. La figure 3 représente une forme d'exécution très simple de la présente invention. Dans cette figure, les pièces et parties analogues à celles du disque d'embrayage représenté à la figure 1 sont désignées par les mêmes réfé- rences, augmentées de 100. Les éléments presseurs annulaires 108 sont faits d'un matériau élastomère comme le caout choux Les éléments de friction annulaires 107a et 107b sont en contact frottant avec les faces latérales de la collerette 102. Les éléments presseurs 108 peuvent être fixés, par un adhésif ou par vulcanisation, aux flasques respectifs 105a et 105b, d'une part, et aux éléments de friction respectifs 107a et 107b, d'autre part. Il suffit toutefois qu'il y ait un fort coefficient de friction entre les éléments élastomères 108, d'une part, et les éléments de friction et les flasques, d'autre part.Les éléments presseurs élastomres 108 sont comprimés dans le gens axial de façon à produire un couple résistant prédéterminé entre les éléments de friction annulaire 107a, 107b et les faces latérales de la collerette 102. Lorsque les flasques lOSa et 105b exécutent un mouvement de rotation relativement au moyeu 103, les éléments presseurs - lastomères 108 sont soumis à un effort de cisaillement par torsion. Cette sollicitation en torsion joue le même rale que l'élasticité du ressort en épingle a cheveux 9 à la figure 1. On comprend donc aisément que le comportement du disque d'embrayage représenté à la figure 3 correspond à celui qui est illustré à la figure 5. Ce n'est en effet que lorsque la force de réaction élastique résultant de cette sollicitation en torsion des éléments élastomères 108 dépasse le couple résistant dû à la friction entre les éléments annulaires 107a et 107b et la collerette 102 que les dits éléments exécutent un mouvement de rotation relativement à cette dernière. Les éléments 108 peuvent être aussi fait d'une résine synthétique élastomère On notera que les cycles d'oscillations des figures 4 à 6 ont lieu continuellement en cours de fonctionnement pour réduire l'effet des oscillations en rotation inévitables dans les moteurs à combustion interne. Comme il va de soi et comme il ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite pas aux formes d'exécution qui viennent d'être décrites à titre d'exemples seulement; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. - REVENDICATIONS 1.- Dispositif de transmission du couple de rotation, comprenant au moins un premier (2, 3) et au moins un second (5a, 5b) élément de transmission du couple montés de façon à pouvoir tourner l'un relativement à l'autre autour d'un axe commun (A - A), des moyens élastiques de transmission du couple (1c, 9) entre le premier et le second élément, ainsi que des moyens d'amortissement à friction (7a, 7b) entre ces mêmes éléments, caractérisé en ce qu'une partie au moins (9) des moyens élastiques de transmission du couple (ic, 9) est reliée en série w au moins une partie (7r) des moyens d'amortissement à friction (7a, 7b) entre le premier (2, 3) et le second (5a, 5b) élément de transmission du couple. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractéri sé on ce qu'il comporte en outre des moyens à course à vide (11', 11' ) reliés en strie à la dite partie (9) des moyens plastiques de transmission du couple (1c, 9) et à la dite partie (7a) des moyens d'amortissement à friction (7, 7b) entre le premier (2, 3) et le second (Sa, 5b) élément de transmission du couple. 3.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la dite partie (9) des moyens élastiques de transmission du couple (1c, 9) comprend au moins un ressort en acier (9). 4.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la dite partie des moyens élastiques de transmission du couple comprend au moins un élément en élaxto- mère (108). 5.- Dispositif selon la revendication 3, caractéri sé en ce que le ressort en acier (9) s'étend dans le sens radial par rapport à l'axe de rotation commun (A - A) et peut s'infléchir élastiquement dans un plan perpendiculaire à cet axe. 6.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'une extrémité du ressort en acier (9) est fixée de façon sensiblement rigide à l'un (5a) des éléments de transmission du couple, tandis que l'autre extrémité de ce ressort (9) est reliée à l'autre (2, 3) élément de transmission du couple par la dite partie (7a) des moyens d'amortissement à friction (7a, 7b). 7. - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens d'amortissement à friction comportent au moins deux faces de friction en contact l'une avec l'autre dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe de rotation commun (A - A) et qui peuvent tourner l'une relativement à l'autre autour de cet axe, le ressort en acier (9) étant soumis a une tension initiale dans le sens axial et cette tension initiale créant une pression axiale de contact entre les deux faces de friction dans le plan de contact. 8.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément élastomère est soumis à un effort de cisaillement dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation commun. 9.- Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens d'aortissement à friction comportent au moins deux faces de friction en contact l'une avec l'autre dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe de rotation commun (A - A), l'élément élastomère (108) étant soumis à une tension initiale dans le sens axial et cette tension initiale créant une pression axiale de contact entre les deux faces de friction dans le plan de contact. 10. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un (2, 3) des éléments de transmission du couple comporte un moyeu (3) et une collerette (2), qui s'étend radialement depuis la face externe de ce moyeu, et en ce que l'autre élément de transmission du couple comporte deux flasques (5a, 5b) reliés entre eux et s'étendent perpendiculairement à l'axe de rotation commun (A - A), un de chaque côté de la collerette. 11. - Dispositif selon la revendication 10, caractéri sé en ce que les moyens élastiques de transmission du cou ple comprennent au moins un ressort de compression hélicol- dal (1c) disposé tangentiellement à un cercle imaginaire dont le centre se trouve sur l'axe de rotation commun (A A) et dont les extrémités sont en appui contre des moyens de butée prévus sur le premier (2, 3) et sur le second (5a, 5b) élément de transmission du couple. 12.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier et le second élément de transmission du couple font partie d'un disque d'embrayage.