Brevet FR2529284A1 — publié le 19831230

La présente invention concerne un disque d'embrayage, et elle vise plus particulièrement un disque amortisseur pour un disque d'embrayage, dans le- quel une plaque en forme de disque, perpendiculaire à l'axe central du moyeu, est montée à rotation par rapport audit moyeu Un tel disque amortisseur s'ap- plique plus particulièrement à un disque d'embrayage pour véhicule automobile. On se réfère à la Figure 1, sur laquelle on a représenté un exemple de réalisation d'un disque amortisseur classique pour un disque d'embrayage uti- lisé dans une automobile et mettant en oeuvre des ressorts à boudin ou des corps élastiques en caoutchouc. Sur cette Figure 1, un moyeu central 1 comporte une collerette annulaire 2, et il s'adapte sur un arbre de sortie (non représenté) par l'intermédiaire d'une cannulure réalisée sur une surface périphérique interne de cet arbre. Une plaque en forme de disque 4, parallèle à la collerette annulaire 2, est supportée à rotation par le moyeu 1, et une garniture de friction 5 est fixée sur une partie périphérique extérieure de la plaque 4, de manière à être inter- posée entre un volant et la plaque de pression, du côté de l'entraînement (le volant et la plaque de pression ne sont pas visibles sur le dessin) On prévoit une pluralité de trous 6 en forme de fenêtres sur la même circonférence de la plaque 4, des trous en forme de fenêtres 7 étant également prévus sur la colle- rette annulaire correspondante 2 Un ressort à boudin 8 travaillant à la com- pression, ou une masse élastique de caoutchouc 9, est logé dans chaque paire de trous 6, 7 en forme de fenêtres. Dans une telle construction, lorsque un couple est transmis par le volant à la garniture 5, selon la direction de la flèche X 1, ce couple est transmis à l'arbre de sortie par l'intermédiaire de la plaque 4, du ressort 8 et de la masse élastique en caoutchouc 9, de la collerette 2 et du moyeu 1. Un disque amortisseur classique, qui utilise un ressort à boudin 8 et une masse élastique en caoutchouc 9, présente, comme caractéristique, qu'un couple de torsion du disque amortisseur augmente lentement lorsque augmente l'angle de torsion relatif de la plaque en forme de disque 4 par rapport au moyeu 1, et on obtient un effet d'absorption des vibrations en utilisant une telle caractéristique Dans un tel disque amortisseur classique, cependant, la valeur du couple de torsion ne dépend pas d'une modification de la vitesse angulaire de torsion de la plaque 4 par rapport au moyeu 1 En conséquence, un tel disque doit présenter les mêmes caractéristiques de torsion dans les z 2529284 deux cas, c'est-à-dire lorsqu'on applique un couple d'impact sur la garniture depuis l'extérieur, et lorsqu'on y applique un couple comparativement mo- déré Au contraire, il est connu que, généralement, une vibration présentant une vitesse angulaire importante est principalement produite lors d'un fonc- tionnement sous charge élevée, et qu'une vibration présentant une vitesse an- gulaire relativement faible est produite lors d'un fonctionnement en roue libre. Dans un tel cas, dans un disque amortisseur de type classique, le couple de torsion augmente de façon trop importante pour absorber suffisamment les vibrations lors d'un fonctionnement en roue libre, lorsque les caractéris- tiques du ressort 8 et du corps élastique 9 sont déterminées de façon à obtenir un effet d'absorption des vibrations optimal sous charge élevée, et le couple de torsion diminue dans des proportions trop faibles pour absorber suffisam- r les vibrations sous charge élevée, dans le cas inverse. Dans un disque amortisseur classique, on interpose un-matériau de fric- tz 10, par exemple une rondelle de friction, entre la collerette 2 et la plaque e, en raison de la formation d'un couple d'hystérésis, qui dépend de la relation qu,-i existe entre un couple appliqué et un couple de torsion Cependant, dans uns% telle réalisation, on n'obtient pas simplement une hystérésis constante, i-.êpendamnment d'un angle de torsion, mais également une hystérésis cons- tante indépendamment d'une vitesse angulaire de torsion Par conséquent, si on considère également l'hystérésis d'un disque amortisseur classique, la capacité d'absorption des vibrations devient inévitablement insuffisante lors d'un fonctionnement à vitesse élevée, par exemple lorsque les caractéristiques du disque ont été déterminées de façon à améliorer la sensation de démarrage, 1 e D d'un stade de transition de l'état roue libre à l'état embrayé (démarrage). On connart déjà des disques amortisseurs utilisant les propriétés de viscosité de fluides; cependant, ces disques sont difficiles à mettre en oeuvre, étant donné qu'ils comportent un fluide généralement sous pression, nécessi- tant une construction compliquée, se traduisant par un prix de revient élevé. L'invention se propose de réaliser un disque amortisseur facile et simple à construire, dans lequel on obtient une modification du couple de torsion lorsque varie la vitesse angulaire de torsion, et un effet d'absorption des vibrations optimal, et grâce auquel on évite les bruits mécaniques. En conséquence, l'invention concerne un disque amortisseur pour disque 3 2529284 d'embrayage de véhicule automobile comprenant une plaque en forme de disque perpendiculaire à l'axe d'un moyeu central et montée à rotation sur ce moyeu, caractérisé en ce qu'on prévoit un dispositif hydraulique absorbeur entre le moyeu et la plaque en forme de disque, de manière à absorber un couple de vibrations de torsion engendré entre le moyeu et la plaque en forme de disque. Selon une autre caractéristique de cette invention, le disque amortisseur comprend une collerette sensiblement triangulaire qui fait partie intégrante de la surface périphérique externe du moyeu, des broches parallèles à l'axe central du disque sur chacun des angles de ladite collerette triangulaire, et des broches parallèles audit axe sur la plaque en forme de disque, les extrémités de chaque dispositif absorbeur venant s'adapter sur l'une de ces broches, respectivement. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés, qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif Sur les dessins la Figure 1 est une vue partielle, en élévation frontale, représentant le disque amortisseur classique décrit ci-dessus; la Figure Z est une vue schématique, en élévation frontale, d'un disque amortisseur selon l'invention; la Figure 3 est une vue en élévation latérale et en coupe verticale par- tielle illustrant un exemple de réalisation d'un dispositif absorbeur de chocs selon cette invention; la Figure 4 est un graphique montrant la relation qui existe entre l'angle de torsion et le couple de torsion du disque amortisseur; et, la Figure 5 est un graphique illustrant les caractéristiques de la rela- tion entre la vitesse angulaire et la force d'amortissement. En se référant à la Figure 2, on voit que le dispositif selon cette invention comporte un moyeu central 11, muni d'une cannelure 12 sur sa surface périphé- rique interne, de manière à s'ajuster sur l'arbre de sortie, la surface périphé- rique externe de ce moyeu 11 étant munie par ailleurs d'une collerette sensible- ment triangulaire 13 Par ailleurs, une plaque 14, en forme de disque, est dis- posée parallèlement (ou sensiblement parallèlement) à la collerette 13, cette plaque 14 étant supportée à rotation par la surface périphérique externe du moyeu 11, et une garniture 15 étant fixée sur la surface périphérique externe 4 2529284 de la plaque 14 Par ailleurs, on prévoit des broches 16, parallèles à l'axe central du moyeu, sur chacun des angles de la collerette 13 En outre, comme on peut le voir sur la Figure 2, trois broches 17 sont prévues dans la plaque 14, ces broches étant régulièrement espacées sur la périphérie de la plaqué 14, et positionnées sur une partie de cette plaque qui est située à l'extérieur de la collerette 13, de façon à ne pas interférer avec le mouvement de rotation de cette collerette 13 Selon l'invention, on dispose un dispositif absorbeur de chocs 18 entre chaque paire de broches 16, 17. Chaque dispositif absorbeur de chocs 18 présente des extrémités de support 19, 19 qui sont montées à rotation sur les broches 16, 17, une extré- mité de support 19 faisant partie intégrante d'un cylindre hydraulique 20, alors que l'autre extrémité de support 19 (non représentée sur la Figure 3) est inté- gralement reliée à un piston 22, coulissant dans le cylindre hydraulique 20. L'extrémité côté droit du cylindre 20 est obturée par un couvercle 23, qui supporte à coulissement une tige 21,par l'intermédiaire d'un joint hydraulique 24, pour assurer l'étanchéité. Le cylindre 20 est rempli d'un fluide (par exemple de l'huile) en laissant un espace 31, de façon à tenir compte d'une diminution de volume, dans le cy- lindre 20, provoquée par la pénétration de la tige 21 dans ce cylindre, l'huile circulant dans les deux sens entre les deux chambres 28, 29, séparées par le piston, par un ajutage 25 prévu dans le piston 22, lorsque ce piston se déplace alternativement vers l'avant et vers l'arrière Sur la Figure 3, la flèche F désigne la direction selon laquelle s'applique la force centrifuge Les deux ressorts à boudin 26, 27 repoussent le piston 22 dans la direction de la trans- lation, et ils sont maintenus en compression dans le cylindre 20, la force de ces deux ressorts 26, 27 étant calculée de manière à obtenir une position d'équilibre du piston 22 lorsque celui-ci est placé au milieu du cylindre La référence 30 désigne un couvercle faisant partie intégrante de la tige 21. On décrira maintenant le fonctionnement du disque d'amortissement. Etant donné qu'il existe une relation entre la plaque 14 en forme de disque et le moyeu 11, on peut considérer, pour les besoins de la description, que le moyeu 11 est fixe et que le disque 14 est soumis à un couple qui s'exerce selon la direction de la flèche X 2. Lorsque la plaque 14 commence à tourner dans la direction de la flèche X 2, par rapport au moyeu 11, l'un des dispositifs absorbeurs de choc, le dis- 2529284 positif 18 a, placé à un endroit o la distance entre les broches 16 et 17 tend à diminuer, est comprimé, et un dispositif absorbeur de choc, le dispositif 18 b, placé à l'endroit o la distance entre les broches 16, 17 tend à augmenter, se dilate Dans ce cas, si l'on considère le dispositif absorbeur comprimé 18 a, on constate que son piston 22 coulisse vers la gauche, dans le cylindre 20, pour comprimer le -ressort 26, dans la chambre de gauche 28, et, simultanément, une partie de l'huile contenue dans cette chambre 28 s'écoule dans la chambre de droite 29, au travers de l'ajutage 25, comme on le voit sur la Figure 3 Par ailleurs, si 1 ' on considère l'autre dispositif absorbeur de choc 18 b, qui est dilaté, on remarque que son piston 22 coulisse vers la droite, dans le cylindre , pour comprimer le ressort 27, dans la chambre de droite 29, et, simulta- nément, une partie de l'huile de cette chambre 29 s'écoule dans la chambre de gauche 28, au travers de l'ajutage 25. Dans cet exemple, la courbe caractéristique de l'angle de torsion et du couple de torsion, en ne tenant pas compte d'une résistance à l'écoulement de l'huile traversant l'ajutage 25, peut être représentée par la ligne en trait plein A, sur la Figure 4, o O désigne l'angle de torsion, et T le couple de torsion. En outre, la relation entre une force d'amortissement, créée par la résistance fluide de l'huile et la vitesse angulairedu dispositif amortisseur, est représen- tée par la ligne droite B, sur la Figure 5, o W désigne la vitesse angulaire, et D la force d'amortissement. Lorsqu'on applique un couple dans la direction de la flèche X 2, la vitesse angulaire u > étant maintenue constante dans le disque amortisseur qui pré- sente les courbes caractéristiques mentionnées ci-dessus, la courbe caracté- ristique de l'angle de torsion O et du couple de torsion T prend la forme de la ligne en traits interrompus C (Figure 4) Lorsqu'un couple est appliqué dans une direction opposée à celle de la flèche X 2, la courbe caractéristique prend l'allure de la ligne C', représentée en traits interrompus sur la Figure 4 Par conséquent, un couple d'hystérésis h est engendré entre les deux lignes C et C' Lorsque la vitesse angulaire CA;> devient plus petite, on obtient les courbes caractéristiques C 1 et C'1, représentées en traits mixtes sur la Figure 4, et le couple d'hystérésis h' devient plus petit Plus précisément, le couple d'hys- térésis plus petit h' est obtenu pour une vibration de torsion de petite vitesse angulaire C *, par exemple lors d'un fonctionnement en roue libre (état dé- brayé), et le couple d'hystérésis plus important est obtenu pour une vitesse 6 2529284 angulaire X élevée. Par ailleurs, dans le disque amortisseur décrit ci-dessus, la rigidité à la torsion du disque augmente, lors de l'application d'un couple d'impact, et cette rigidité diminue lors de l'application d'un couple modéré, compte tenu des caractéristiques particuihres des dispositifs absorbeurs de chocs utilisant un frottement fluide Par conséquent, la rigidité à la torsion devient petite lorsque les conditions de fonctionnement se rapprochent d'un fonctionnement sans charge, par exemple en roue libre (débrayage), et cette rigidité à la tor- sion devient importante lorsqu'il se produit une modification importante et brutale du couple de torsion. Comme on l'a mentionné ci-dessus, le dispositif absorbeur de choc 18, à fl' de hydraulique, est placé entre le moyeu 1 il et la plaque 14 en forme de di: , afin d'absorber le couple de vibration de torsion engendré entre le mcr eu 11 et la plaque 14, pour que le couple de torsion varie en fonction d'une modification de la vitesse angulaire de torsion o de la plaque 14 par rapport au mnoyeu 11, ce qui présente l'avantage de permettre d'obtenir des caracté- ri:;i"âes optimales du couple d'hystérésis et de la rigidité de torsion, c'est-à- dire un bon effet d'absorption des vibrations, tout en éliminant les bruits méca- niques En outre, grâce à la réalisation selon laquelle le dispositif absorbeur de chocs constitue un bloc unitaire, placé entre le nmoyeu 11 et la plaque 14, le disque amortisseur est de fabrication et d'assemblage simples et faciles. Lors de la mise en oeuvre de cette invention, on peut prévoir plus de six dispositifs absorbeurs de chocs tels que 18, et on peut utiliser un fluide autre que de l'huile, par exemple un gaz, dans le cylindre 20 On peut en outre util'setr un dispositif absorbeur 18 qui présente une courbe caractéristique telle que la courbe B' de la Figure 5 (courbe à saturation) Lorsque le disposi- tif d'absorption 18 fonctionne dans une direction inverse de celle de la Figure 3, on peut supprimer l'un ou l'autre des ressorts 26, 27 On peut également pré- voir un exemple de réalisation selon lequel un dispositif absorbeur 18, dépour- vu de ressorts tels que 26, 27, est placé dans un amortisseur qui est muni d'un ressort de torsion classique 8 et d'un corps élastique en caoutchouc 9. On peut, par ailleurs, utiliser une variante dans laquelle la collerette 13 et le dispositif absorbeur 18 sont placés en "sandwich" entre deux plaques en forme de disques. 7 2529284 Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée aux divers exemples de réalisation décrits et représentés ici, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. 8 2529284 REVENDICATIONS 1 Disque amortisseur pour disque d'embrayage de véhicule automo- bile, comprenant une plaque en forme de disque perpendiculaire à l'axe d'un moyeu central et montée à rotation sur ce moyeu, caractérisé en ce qu'on prévoit un dispositif hydraulique absorbeur ( 18) entre le moyeu ( 11) et la plaque en forme de disque ( 14), de manière à absorber un couple de vibrations de torsion engendré entre le moyeu et la plaque en forme de disque. 2 Disque amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une collerette sensiblement triangulaire ( 13) qui fait partie in- tégrante de la surface périphérique externe du moyeu, des broches ( 16), paral- lèles à l'axe central du disque, sur chacun des angles de ladite collerette triangulaire, et des broches ( 17), parallèles audit axe, sur la plaque en forme de disque, les extrémités de chaque dispositif absorbeur ( 18) venant s'adapter sur l'une de ces broches ( 16, 17), respectivement. 3 Disque amortisseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la plaque en forme de disque ( 14) comporte trois broches ( 17), disposées selon des espacements circonférentiellement égaux, et en ce que les dispositifs ab- sorbeurs ( 18) sont placés entre chaque broche de la plaque en forme de disque et les broches adjacentes, sur deux angles de la collerette. 4 Disque amortisseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une garniture de friction est prévue sur la périphérie de la plaque en forme de disque ( 14), de manière à réaliser un disque d'em- brayage.