Brevet FR2538479A1 — publié le 19840629

Cette invention a principalement pour objet un disque amortisseur pour un embrayage à friction à disque, notamment pour véhicule automobile. On a représenté sur la figure 1 un disque amortisseur utilisé dans un disque d'embrayage pour automobile Sur cette figure lo la flèche F désigne le côté frontal de l'embrayage, l'embrayage a été représenté schématiquement en élévation latérale et en coupe verticale On voit que l'embrayage comprend un moyeu cannelé 1 dont les cannelures 2 prévues sur sa surface périphérique interne viennent s'ajuster sur un arbre de sortie (non représenté), ce moyeu 1 comportant en outre une collerette ou flasque annulaire 3, sur sa surface péri- phérique extérieure Des éléments 4, 5 engendrant un couple d&hysteresis (matériau de friction etc) sont disposés le long des parties périphériques in- ternes, sur les deux côtés de la collerette 3 et une paire de plaques latérales annulaires 6, 7 (une plaque d'embrayage et une plaque de retenue) sont dis- posées sur les deux côtés (frontal et postérieur) de la collerette 3 de manière que les éléments 4, 5 engendrant le couple soient interposés entre ces plaques et la collerette A proximité des périphéries extérieures de la collerette 3 et des deux plaques 6, 7, plusieurs trous de fenêtres 9, 10, Il (un seul trou de chaque sorte a été représenté) sont prévus, en laissant des espaces libres entre eux, dans la direction circonférentielle du disque d'embrayage, respec- tivement Les trous 9, 10 et 11 se font face dans une direction (direction laté- rale de la figure 1) parallèle à l'axe central de l'arbre de sortie et des ressorts de compression en spirale 12 (ressorts de torsion) viennent s'ajuster dans chaque jeu de trois trous 9, 10 et Il Chaque ressort 12 s'étend dans la direc- tion circonférentielle du disque d'embrayage, la collerette 3 et les plaques 6, 7 étant interconnectées par le ressort 12 Les parties périphériques externes des deux plaques 6, 7 sont interconnectées l'une à l'autre par l'intermédiaire d'une broche ou d'une goupille d'arrêt 8 Une partie périphérique interne d'une plaque d'amortissement 13 est fixée à une partie périphérique externe de la plaque 6 (plaque d'embrayage) et des garnitures de friction annulaires 14 sont rendues solidaires des deux côtés de la plaque 13 Lorsqu'une plaque de pres- sion (non représentée) applique la garniture 14 contre le volant d'un moteur, un couple est transmis à l'arbre de sortie, à partir du volant et par l'intermé- diaire de la garniture de friction 14, de la plaque 13, des plaques 6, 7, du ressort 12 de la collerette 3 et du moyeu 1 Dans ce cas, le ressort 12 est 2 complimé en fonction du couple transmis et les plaques latérales 6, 7 su- bissent une torsion par rapport à la collerette 3 de manière à produire un glissement dans les éléments 4, 5 engendrant le couple Ce glissement produit un couple d'hysteresis de caractéristiques couple de torsion/angle de torsion. Ce couple d'hysteresis absorbe la vibration du couple ce qui permet d'éviter des vibrations anormales et des bruits anormaux dans le mécanisme de trans- mission de puissance. Généralement, les éléments engendrant le couple 4, 5 présentent une composition telle qu'une rondelle de friction comprenant un élément de fric- tion en amiante est simplement appliquée contre la collerette annulaire 3 à l'aide d'un ressort Cependant, dans une telle disposition la valeur du couple d'hysteresis engendré par suite d'un changement de l'angle de torsion du disque, devient touj ours constante, et la torsion de l'embrayage dans le cas d'un angle faible de torsion, n'est pas avantageuse si le couple d'hysteresis est réglé à une valeur élevée, par ailleurs on n'obtient pas un effet suffisant d'absorption de l'énergie de vibration dans le cas d'un couple de torsion important si le couple d'hysteresis est réglé à une faible valeur Pour pallier les inconvénients mentionnés ci-dessus, on a apporté des perfectionnements aux embrayages, qui consistent à obtenir une valeur appro- priée de l'hysteresis, correspondant à une valeur du couple de torsion, pour obtenir un meilleur effet d'absorption de l'énergie de vibration Un tel per- fectionnement est illustré par la figure 2 qui constitue une coupe selon II-II de la figure 1 A la place de l'élément 5 engendrant le couple d'hysteresis, on prévoit deux plaques 15 et 16 en forme de disque et une plaque de friction 17 et des évidements 18, 19 sont formés en plusieurs emplacements dans la di- rection circonférentielle (dans la direction de la flèche X 1) sur des surfaces des plaques 15, 16 opposées l'une à l'autre Un évidement 18 est conformé de manière que sa profondeur soit graduellement de plus en plus faible lorsqu'on s'éloigne de la partie centrale dans le sens circonférentiel, l'autre évidement 19 présente la même longueur circonférentielle que celle de l'évidement 18 et sa profondeur est sensiblement constante, et une bille métallique 20 est in- terposée entre les deux évidements 18, 19 Lorsque la plaque 7 se tord dans lhne ou l'autre direction de X 1 par rapport à la collerette 3, la plaque de fric- tion 17 vient frotter contre la plaque latérale 7 et, en même temps, la plaque -3 2538479 16 en forme de disque est capable de tourner avec elle Il en résulte que la bille roule et qu'elle se déplace vers une partie moins profonde de l'évidement 18, afin de produire une charge dans la direction de la flèche X 2, ce qui a pour effet d'appliquer la plaque 17 contre la plaque 7 et, par conséquent d'accrortre -la force de frottement Le dispositif est en outre agencé de telle façon que la charge dans la direction de la flèche X 2, augmente avec l'accroissement de l'angle de torsion du disque et la force de frottement exercée par la plaque 17 varie de manière que le couple d'hysteresis augmente. Cependant dans une réalisation du type mentionné ci-dessus, il existe un inconvénient grave étant donné que les composants de l'embrayage sont soumis à l'usure et leur durée de vie est brève en raison des surfaces de contact extrê mement petites entre la bille 20 et les plaques en forme de disque 15, 16. Par ailleurs, si une charge initiale de la plaque de friction 17 contre la plaque latérale 7 dans la direction de la flèche X 2, est insuffisante, la plaque 16 ne peut pas tourner avec cette plaque de friction et on ne peut pas obtenir un couple de torsion excessivement faible Enfin il existe encore un inconvénient selon lequel la charge initiale de la plaque 17 devient rapidement insuffisante, par suite d'usure etc, au voisinage de la bille 20. Compte-tenu des inconvénients des solutions antérieures mentionnées cidessus, l'invention se propose d'apporter un disque amortisseur pour embrayages à disque de friction qui présente une valeur appropriée de couple d'hysteresis correspondant à la variation du couple de torsion, qui possède toujours un bon effet d'absorption de l'énergie de vibration, une longue durée de vie en fonctionnement et une grande fiabilité. En conséquence l'invention concerne un disque amortisseur pour em- brayage à friction comprenant une paire de plaques latérales intégralement reliées, disposées sur les deux côtés de la collerette annulaire d'un moyeu, un ressort de torsion reliant entre elles les plaques latérales et ladite colle- rette et un élément de friction interposé entre une partie périphérique interne de la collerette annulaire et une partie périphérique interne de la plaque laté- rale, ce disque amortisseur étant caractérisé en ce qu'une plaque de friction et un ressort ondulé sont interposés en couches, en tant qu'éléments de friction entre la collerette annulaire et l'une ou l'autre, ou les deux plaques latérales en ce que ladite plaque de friction est montée à rotation soit sur la collerette 4 2538479 soit sur l'une ou l'autre desdites plaques latérales, en ce que ledit ressort ondulé est monté à rotation sur l'autre desdits éléments cidessus et en ce qu'on prévoit une surface d'accouplement sur la plaque de friction, du côté du ressort ondulé,qui est de forme ondulée correspondant à la forme du ressort. 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 schématique en élévation latérale et en coupe verti- cale partielle du disque amortisseur pour disque d'embrayage automobile décrit et commenté ci-dessus; la figure 2 est une vue partiellement en coupe selon II-II de la figure 1 la figure 3 est une vue en élévation latérale et en coupe verticale partielle d'un disque amortisseur selon cette invention la figure 4 est une vue en coupe partielle selon IV-IV de la figure 3 la figure 5 est une vue en coupe partielle qui illustre un état de fonction- nement correspondant à la figure 4, et la figure 6 est une vue schématique destinée à expliquer le fonctionnement du disque amortisseur selon l'invention. On se réfère à la figure 3 qui représente un disque amortisseur selon l'invention Un moyeu 21 comporte une cannelure interne 22, qui s'adapte sur un arbre de sortie (non représenté) et une collerette ou flasque annulaire 23 qui fait partie intégrante de sa surface périphérique externe Une paire de plaques latérales annulaires 24, 25 est disposée de manière que lesdites plaques soient sensiblement parallèles, de chaque côté (côté postérieur et côté frontal) de la collerette 23 Les parties périphériques internes des deux plaques 24, 25 sont montées à rotation libre sur une surface périphérique externe du moyeu 21 et les parties périphériques externes de ces deux plaques sont reliées à l'aide de broches ou de goupilles d'arrêt (non visibles sur le dessin) Les parties proches des périphéries externes respectives de la col- lerette 23 et des deux plaques 24, 25 sont munies de plusieurs trous de fe- nêtre 26, 27, 28 (un trou de chaque type a été représenté sur le dessin), en laissant des espaces vides entre eux, selon la direction circonférentielle du disque amortisseur et des ressorts de compression 29 (ressorts de torsion) viennent se loger dans chaque jeu de trois trous à fenêtre Z 6, 27, 28 On re- trouve les mêmes éléments que ceux du dispositif illustré par la figure 1 En sur outre/ le disque selon la figure 3, on dispose, en tant qu'élément de friction entre la collerette 23 et les plaques latérales 24, 25, une plaque de friction classique en forme de disque 31 comprenant de l'amiante etc, qui est placée en sandwich sur la côté de la plaque 24, et, un ressort Belleville 32, une plaque de friction 33 et un ressort ondulé 34, sont disposés dans cet ordre, à partir de la plaque 25, sur le côté de cette dernière Le ressort 32 peut être réalisé en acier et il peut être de forme annulaire, trapezoidale, son bord périphérique extérieur appuie sur la plaque latérale 25 et son bord périphé- rique interne s'appuie contre la plaque de friction 33 afin d'appliquer la plaque 33 contre la collerette 23 La plaque de friction 33 peut être constituée par exemple d'une plaque annulaire d'acier à ressort, comportant une pluralité d'éléments 35 en saillie à partir de son bord périphérique interne vers la plaque latérale 25 Chaque élément en saillie 35 s'adapte dans une encoche 36 prévue sur une partie périphérique interne de la plaque latérale 25 afin d'être fixée à rotation sur cette plaque 25 Le ressort ondulé 34 est fixé à rotation à la collerette 23 gràce à la présence d'une languette 37 formée sur une extré- mité périphérique extern e et qui vient se bloquer sur la périphérie interne du trou 26 En outre, comme on peut le voir sur la figuré 4, une surface d'accou- plement 33 a est prévue sur la plaque de friction 33, sur le côté du ressort ondulé 34, cette surface présentant une forme ondulée qui correspond à celle de la surface du ressort 34. On décrira maintenant le fonctionnement du dispositif selon l'invention. Dans le cas o le dispositif objet de l'invention est utilisé dans un disque d'embrayage automobile par exemple, un couple transmis par un moteur par l'intermédiaire d'une garniture de friction prévue sur une périphérie exté- rieure, est transmis à un arbre de sortie (non représenté) comme dans le cas du dispositif classique illustré par la figure 1, par l'intermédiaire des plaques latérales 24, 25, du ressort 29, de la collerette 23 et du moyeu 21 En même temps, le ressort 29 est comprimé en fonction du couple transmis et les plaques latérales 24, 25 subissent une torsion par rapport à la collerette 23. En se référant à la figure 5, on voit qu'un écart (friction) se produit entre la plaque de friction 33, fixée à rotation à la plaque latérale 25 et le ressort ondulé 43 fixé à rotation à la collerette 23, le frottement provoqué par cet 6 2538479 écart produisant un couple d'hysteresis pour absorber la vibration du couple. Afin d'aider à une meilleure compréhension des caractéristiques de couple du disque amortisseur selon cette invention, on se réfèrera à la figure 6 qui illustre l'état de friction sous une forme simplifiée ou idéalisée. Sur cette figure 6, la courbe A représente la surface d'accouplement de la plaque de friction 33 et du ressort ondulé 34 et on suppose que le coté droit de la figure est la plaque 33 et que son c 6 té gauche est le ressort 34. Lorsqu'un couple de torsion TE dans la direction de la flèche X 3 s'exerce sur le disque d'amortissement à l'état libre, le couple d'hysteresis TH au point P, par exemple, peut être exprimé de la façon suivante: Une pression normale N engendrée par une fluctuation de couple TE (vibration) est donnée par la relation N = e TE sin O La fluctuation du couple d'hysteresis Z TH est A ri cos tt H relation dans laquelle t = N H et on donc la relation TH =/ s IàTE sing cos 9 dans laquelle N est une pression normale, 6 est l'angle d'inclinaison de la surface d'accouplement au point P t est un couple d'hysteresis selon la direction tangentielle, t est un coefficient de frottement et U est un coeffi- cient de rendement. On comprend que l'écart du couple de torsion TE est en proportion directe avec l'écart du couple d'hysteresis TH Bien qu'il n'en soit pas tenu Z 5 compte dans la description qui précède, l'écart du ressort ondulé 34 par rapport à la plaque de friction 33 produit une charge qui agit de manière à forcer les deux éléments à s'ouvrir selon la direction de la flèche X 4 (figure 5), comme le ferait une came d'extrémité Il est clair que cette charge agit de manière à augmenter la pression entre les deux éléments, et qu'elle augmente lorsqu'augmente l'angle de torsion Par conséquent plus le couple de torsion T est important, plus la pression augmente en raison de l'effet de came E: d'extrémité souligné ci-dessus et plus le couple d'hysteresis TH devient impor- tant En outre, étant donné que le ressort ondulé 34 joue son propre râle en tant que ressort de déformation, une charge exercée par ce ressort vient s'ajouter à la pression qui s'exerce entre la plaque 33 et le ressort 34. Comme on l'a mentionné ci-dessus, selon la présente invention, la plaque de friction 33 et le ressort ondulé 34 sont interposés en couches pour jouer le râle d'élément de friction 30, entre la collerette annulaire 23 et l'une ou l'autre des plaques latérales 24, 25; la plaque de friction 33 est fixée à rotation soit sur la collerette annulaire 23 soit sur la plaque latérale 25 et le ressort ondulé 34 est fixé à rotation sur l'autre élément et, la surface d'accou- plement 33 a de la plaque de friction 33 sur le côté du ressort 34 possède une surface qui correspond à celle du ressort ondulé 34 Grace à ces caractéris- tiques l'effet d'absorption de l'énergie de vibration peut toujours être obtenu gr 9 ce au fait que le couple d'hysteresis T H varie en conformité avec les fluc- tuations du couple de torsion TE En outre, un autre avantage du dispositif selon l'invention réside dans sa durée de vie en fonctionnement et-sa fiabilité étant donné qu'il n'existe aucune portion de contact ponctuel comme c'est le cas dans les dispositifs antérieurs utilisant une bille métallique Par ailleurs, étant donné que le ressort ondulé 34 ne joue pas seulement le rôle de simple ressort, mais joue le rôle d'une surface inclinée par rapporta la plaque de friction 33, on obtient l'avantage supplémentaire qu'il n'est pas nécessaire d'utiliser un élément séparé comportant une surface inclinée, ce qui réduit le nombre des composants du système et simplifie la construction. Lors de la mise en oeuvre de l'invention, une face postérieure 33 b (figure 4) de la plaque de friction 33, sur le côté du ressort 32 n'est pas nécessaire- ment plate et sa fabrication s'en trouve simplifiée si cette face postérieure est munie d'une surface ondulée correspondante à la face 33 a Par ailleurs, le ressort ondulé 34 joue non seulement le rôle de surface inclinée mais éga- lement de ressort, ce qui permet de supprimer le ressort 32, si nécessaire. Dans l'exemple de réalisation de la figure 3, la plaque de friction 33 est dis- posée sur le côté de la plaque latérale 25 et le ressort ondulé est disposé sur le côté de la collerette, cependant on peut adopter une disposition inverse. Dans ce cas, le ressort ondulé 34 peut être fixé à rotation à la plaque 25 et la plaque de friction 33 peut être fixée à zotation à la collerette 23, respec- tivement Enfin, bien que l'élément de friction 30 selon l'invention, soit utilisé uniquement sur le côté de la plaque latérale 25, dans le mode de réalisation 8 2538479 dcirit ci-deess U s, il demeure bien entendu qu'il peut être prévu sur le côté de la plaque latérale 24 ou sur ses deux côtés. REVENDICATIONS 1 Disque amortisseur pour embrayage à friction comprenant une paire de plaques latérales intégralement reliées, disposées sur les deux côtés de la collerette annulaire d'un moyeu, un ressort de torsion reliant entre elles les plaques latérales et ladite collerette et un élément de friction interposé entre une partie périphérique interne de la collerette annulaire et une partie périphérique interne de la plaque latérale, ce disque amortisseur étant carac- térisé en ce qu'une plaque de friction ( 33) et un ressort ondulé ( 34) sont inter- posés en couches, en tant qu'éléments de friction entre la collerette annulaire ( 23) et l'une ou l'autre ou les deux plaques latérales ( 24, 25), en ce que ladite plaque de friction est montée à rotation soit sur la collerette soit sur l'une ou l'autre desdites plaques latérales, en ce que ledit ressort ondulé ( 34) est monté à rotation sur l'autre desdits éléments ci-dessus et en ce qu'on prévoit une surface d'accouplement ( 33 a) sur la plaque de friction ( 33), du câté du res- sort ondulé ( 34), qui est de forme ondulée correspondant à la forme du ressort ( 34). 2 Disque amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on prévoit une languette ( 37) sur la périphérie externe du ressort ondulé ( 34) et en ce que ce ressort ondulé est fixé à rotation par courbure de la languette dans un trou de fenètre ( 26) prévu pour le ressort de torsion ( 29) de la collerette annulaire ( 23). 3 Disque amortisseur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la plaque de friction ( 33) présente une face postérieure dont la sur- face est ondulée de façon correspondante à celle de ladite surface d'accouple- ment ( 33 a).