Brevet FR2538480A1 — publié le 19840629

La présente invention est relative à un disque d'embrayage, plus particulièrement destiné à un véhicule automobile. Dans un type classique de disque d'embrayage à friction, un flasque annulaire, faisant partie intégrante d'un moyeu cannelé, comporte une plurali- té d'ouvertures, d'évidements ou similaires, dans lesquels sont en prise un premier ressort de torsion (pour une première opération de torsion) et des seconds et troisièmes ressorts de torsion, des broches de butée, ou broches d'arrêt, faisant saillie au travers de ces ouvertures De telles ouvertures et/ou évidements sont adjacentes circonférentiellement les unes aux autres, ce qui entraine une réduction de la résistance du flasque Par ailleurs, le premier ressort de torsion est comprimé sur toute une zone de torsion du disque d'embrayage En d'autres termes, la compression du premier ressort de torsion commence avant que ne débute la compression des seconds et troi- sièmes ressorts de torsion, et la longueur comprimée maximale du premier ressort est supérieure à celle des deux autres, et elle correspond à un angle de torsion maximal du disque d'embrayage Par conséquent, la vitesse de compression du premier ressort est très importante, et il est difficile, avec un tel type de ressort à vitesse ou taux de compression rapide, de réaliser une première opération de torsion, qui doit se produire dans une petite zone de torsion En outre, le premier ressort de torsion est disposé sur une partie externe radiale du flasque, et le ressort peut ne pas être suffisamment faible par rapport à l'opération de torsion recherchée, même si l'on utilise un res- sort mince Par ailleurs, selon les structures classiques, il n'est pas facile de fabriquer plusieurs types de disques d'embrayage présentant respectivement des caractéristiques de couples d'hystérésis différentes, qui sont obtenues à l'aide de moyens de friction tels que, par exemple, des rondelles annulaires de friction. Pour résoudre certains des problèmes mentionnés ci-dessus, la pré- sente titulaire a proposé des structures d'embrayage à disque de friction dans lesquelles le flasque du moyeu est divisé en un flasque radialernent externe,- et un flasque interne Dans un tel disque d'embrayage, on dispose un premier ressort entre le flasque interne et le flasque externe, et les seconds (et troi- sièmes) ressorts sont disposés dans le flasque externe Cependant, dans ce disque selon la technique antérieure mise au point par la présente titulaire, étant donné que le premier ressort, qui est un ressort à boudin, est disposé 2 2538480 dans une position extérieure, il peut être impossible de réduire suffisamment un taux croissant du couple à transmettre, par rapport à l'angle de torsion. Enfin, ce disque d'embrayage selon la technique antérieure présente également l'inconvénient d'être de constructionldifficile à réaliser sous la forme de struc- tures suffisamment compactes, ces structures pouvant être en outre compli- quée s. En conséquence, la présente invention a pour objet un disque d'em- brayage perfectionné ne comportant pas les inconvénients mentionnés cidessus. Un disque d'embrayage à friction selon la présente invention est caractérisé en ce qu'il comprend: un système de moyeux constitué d'un moyeu intérieur conçu de façon à être relié à un arbre et muni d'une denture exté- rieure, et d'un moyeu extérieur comportant un flasque et une denture intérieure en prise avec la denture extérieure du moyeu intérieur, des espaces circonfé- rentiels étant prévus entre ces éléments, des moyens élastiques faibles, dis- posés dans un ou plusieurs desdits espaces, afin de connecter circonférentielle- ment les dentures interne et externe, les autres espaces, dans lesquels il n'existe pas de faibles moyens élastiques, présentant une longueur circonfé- rentielle plus importante que celle des espaces munis desdits moyens élas- tiques, afin que ces derniers ne soient pas soumis à une compression totale, des moyens de butée et d'arrêt pour empêcher les deux moyeux d'être entrarnés selon un mouvement axial relatif, et pour empêcher lesdits moyens élastiques faibles de s'échapper hors desdits espaces, une paire de plaques latérales dis- posées sur les deux côtés du flasque et reliées à un élément d'entrée de couple, et des moyens élastiques puissants pour relier les plaques latérales au flasque. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressor- tiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés, qui en illustrent des exemples de réalisation dépourvus de tout caractèrelimitatif. Sur les dessins: la Figure 1 est une vue en coupe selon I-I de la Figure 2, représen- tant un premier exemple de réalisation d'un disque d'embrayage selon la pré- sente invention; la Figure 2 est une coupe selon II-II de la Figure 1 la Figure 3 est un schéma montrant les courbes de caractéristiques de torsion du disque d'embrayage selon la présente invention; et, la Figure 3 est une vue partielle, en coupe, d'un autre exemple de réalisation d'un disque d'embrayage selon la présente invention. On se réfère en premier lieu à la Figure 1, sur laquelle on voit que le disque d'embrayage selon l'invention comprend un système de moyeux, dé- signé dans son ensemble par la référence 1, qui est constitué d'un moyeu in- terne 2 et d'un moyeu externe 3, ces deux moyeux étant disposés coaxialement. Le moyeu externe 3 est pourvu d'un flasque radial 4, qui en fait partie inté- grante Le moyeu interne 2 (moyeu cannelé) est muni d'une denture 5, sur sa périphérie interne, cette denture 5 étant conçue de façon à venir-en prise avec un arbre d'embrayage de sortie cannelé (non représenté) Le moyeu 2 est muni d'une denture 6 sur sa périphérie externe, cette denture 6, qui est paral- lèle à la denture 5 du moyeu interne, venant en prise avec une denture 7 qui est prévue sur la partie périphérique interne du moyeu externe 3, Les surfaces supérieures de la denture 6 sont en contact de glissement (voir la Figure Z) avec les surfaces inférieures des parties creuses 8, ménagées entre les dents 7 du moyeu 3 Il existe des espaces radiaux entre les surfaces supérieures des dents 7 et les surfaces de fond des parties creuses 10 séparant les dents 6 du moyeu 2. Dans l'exemple de réalisation représenté sur le dessin, il existe six dents 6 et six dents 7 Des espaces circonférentiels 12 et 12 ' sont ménagés respectivement entre les surfaces latérales de trois dents 6 et les surfaces latérales adjacentes de la denture 7 Un ressort faible 14, constitué d'une mince plaque métallique, et formant le premier ressort de torsion, est dis- posé dans chacun des espaces 12 et 12 ', Chaque ressort 14 est incurvé selon une forme d'onde par rapport à la direction radiale du disque d'embrayage. Les portions convexes de chaque ressort 14 sont en prise avec les surfaces latérales des dents 6 et 7 Des espaces circonférentiels 13, 13 ', plus étroits que le S espaces 12 et 12 ', sont respectivement délimités entre les surfaces latérales des trois autres dents 6 et les surfaces latérales de la denture 7 On obtient un positionnement alterné de la dent 6, en prise avec le ressort 14, et d'une dent 6 adjacente aux espaces 13 et 13 ' Comme on peut le voir sur la Figure 1, chaque ressort 14 présente sensiblement la même longueur ou la même largeur que la longueur axiale des moyeux-2 et 3. Comme on peut le voir sur la Figure 1, une plaque annulaire de re- tenue 18 est disposée sur l'un des côtés du-flasque 4 Une rondelle de friction 15, une plaque de friction 16 et un ressort de friction 17 sont disposés entre 4 2538480 le flasque 4 et la plaque 18 Une plaque annulaire d'embrayage 19 est disposée de l'autre côté du flasque 4, avec interposition d'une rondelle de friction 15. Des parties radialement externes des plaques 18 et 19 sont reliées rigidement les unes aux autres à l'aide de broches d'arrêt ou de butée 20, qui s'étendent respectivement au travers d'ouvertures 21, formées sur des portions radiale- ment externes du flasque 4 Des portions radialement internes des plaques 18 et 18 sont incurvées, et elles s'étendent axialement vers l'extérieur, le long de la périphérie extérieure du moyeu 3, afin de former respectivement des parties cylindriques Des portions d'extrémités radialement internes des plaques 18 et 19 sont incurvées, et elles s'étendent respectivement radialement vers l'intérieur à partir des parties cylindriques, Les deux portions d'extrémi- tés radialement internes (portions annulaires) recouvrent les deux surfaces d'extrémités des moyeux 2 et 3 avec lesquelles elles sont en contact, et elles empêchent par conséquent tout mouvement axial relatif des moyeux 2 et 3, en empêchant également les ressorts 14 de s'échapper et de tomber entre les dents 6 et 7. Comme on peut le voir sur la Figure 2, le flasque de moyeu 4 com- porte trois ouvertures 22 et trois ouvertures 26 Les ouvertures ZZ et 26 sont disposées alternativement sur ne même circonférence Des seconds ressorts de torsion 23, qui sont réalisés sous la forme de ressorts à boudin et qui s'étendent parallèlement à des tangentes au disque, sont disposés respective- ment dans les ouvertures 22 Des portions de chaque ressort 23 faisant saillie des ouvertures 22 sont en prise avec des ouvertures 24 et 25, prévues dans les plaques 18 et 19, ces ouvertures 24 et 25 correspondant axialement aux ouvertures 22, dans la condition initiale telle que représentée sur le dessin. Des faces d'extrémité 22 a, 24 a et 25 a des ouvertures 22, 24 et 25, respective- ment, correspondent axialement les unes aux autres, et elles sont au contact des extrémités du ressort 23 dans la position initiale. Trois ressorts de torsion 27, similaires aux ressorts 23, sont dis- posés dans les ouvertures 26, en prévoyant des espaces circonférentiels 28 et 28 ' entre ces ressorts, dans la position initiale Des parties des ressorts 27 faisant saillie des ouvertures 26 sont disposées dans les ouvertures 29 et , et elles sont en prise avec les faces d'extrémité 29 a et 30 a des ouvertures 29 et 30. Comme on peut le voir sur la Figure 1, des plaques d'amortissement 3.5 31 sont fixées sur les parties périphériques externes de la plaque d'embrayage 19 Des garnitures annulaires de friction 32 sont fixées sur les deux surfaces des plaques 31 Les garnitures de friction 32 sont positionnées entre un volant (non représenté) d'un moteur et une plaque de pression (non représentée). On décrira maintenant le fonctionnement de l'exemple de réalisation décrit ci-dessus d'un disque d'embrayage selon la présente invention. Afin de transmettre une force de rotation du moteur aux arbres d'en- traînement du volant, la garniture de friction 32 du disque est appliquée contre le volant par l'intermédiaire de la plaque de pression, afin que l'effort ou le couple soit transmis à l'arbre de l'embrayage par l'intermédiaire du moyeu cannelé intérieur 2 Cependant, afin de simplifier l'explication du fonctionne- ment de l'embrayage, on décrira ce fonctionnement en supposant que le couple est transmis aux garnitures 32 à partir du moyeu 2 Lorsqu'un couple agit selon la direction A, les ressorts 14 sont comprimés selon un premier stade, étant donné que le flasque 4 est relié à l'embrayage et aux plaques de retenue 18 et 19 par l'intermédiaire des ressorts puissants 23 et 27 Etant donné que les ressorts 14 sont des ressorts faibles, le taux d'augmentation du couple de torsion T (couple transmis), par rapport à l'augmentation de l'angle de torsion D, est faible, ainsi qu'on peut le voir sur la ligne T 1 sur la courbe de la Figure 3 Lorsque l'angle de torsion D augmente jusqu'à une valeur de 9-, les es- paces 13 séparant les dents 6 et 7 diminuent jusqu'à devenir nuls, et, par con- séquent, les dents 6 viennent au contact des dents 7, si bien que la cannelure interne 2 est en prise, de manière fixe, avec le moyeu extérieur 3 Dans cet état, les espaces 12 ne sont pas réduits à une valeur nulle, et les ressorts 14 ne sont pas totalement comprimés Ensuite, les moyeux 2 et 3 sont entraînés en rotation ensemble, comme s'ils constituaient un ensemble monobloc, et les seconds ressorts 23 commencent à être comprimés, Lorsque les moyeux 2 et 3 ont tourné d'un angle égal à 9, les espaces 28 diminuent jusqu'à devenir nuls, et les faces d'extrémité 26 a des ouvertures 26 viennent au contact des extré- mités respectives des troisièmes ressorts 27, et ces troisièmes ressorts 27 commencent à être comprimés Lorsque les moyeux 2 et 3 tournent ensemble selon un angle 93, les broches d'arrêt 20 viennent au contact des faces d'ex- trémités respectives 2 la des ouvertures 21, si bien que tous les éléments du disque sont reliés ensemble de façon à constituer un élément monobloc, et l'angle de torsion atteint une valeur maximale. 6 2538480 Un premier couple d'hystérésis est provoqué par le frottement des ressorts 14 Des second et troisième couples d'hystérésis sont créés par le frottement qui s'exerce entre le flasque 4 et les plaques 18 et 19 Le premier coupledhystérésis peut être modifié en changeant le nombre de portions con- vexes des ressorts 14 Les second et troisième couples d'hystérésis peuvent être modifiés par changement du coefficient de frottement entre le flasque 4 et les plaques 18 et 19 Lorsque l'angle de torsion décroît à partir de sa valeur maximale, le couple de torsion décroit, comme représenté sur la Figure 3 par les lignes T 3 T 2, et Ti' Etant donné que le premier couple d'hystérésis est très faible, les deux types de couple T 1 et Tl, sont représentés par la même ligne sur la Figure 3 La moitié gauche de la Figure 3 représente la courbe caractéristique du couple lorsque l'angle de torsion change dans la di- rection opposée (c'est-à-dire négative). Selon la présente invention, et ainsi qu'on l'a décrit ci-dessus, le système de moyeux 1 est divisé en un moyeu intérieur 2, muni d'une denture externe 6, et en un moyeu extérieur 3, pourvu de la denture interne 7 et du flasque radial 4 Les deux dentures 6 et 7 sont espacées circonférentiellement l'une par rapport à l'autre, et certaines des dents 6 et 7 sont reliées, par l'intermédiaire de moyens élastiques (les ressorts 14), disposés dans les es- paces 12 et 12 ' Les espaces 12 et 121 recevant les ressorts 14 ont des longueurs supérieures aux espaces 13 et 13 ', qui ne reçoivent pas les ressorts 14, de ma- nière que ces ressorts ne puissent pas être soumis à une compression complètes Une paire de plaques latérales (il s'agit des plaques d'embrayage et de retenue 18 et 19), sont disposées sur les deux côtés du flasque 4, et elles sont reliées à ce dernier par j Intermédiaire des ressorts 23 et 27, pour un second mode de fonctionnement Les extrémités radia Iement internes des plaques 18 et 18 s'étendent le long des extrémités des moyeux 2 et 3, afin de former un système de butée qui empêche les premiers ressorts 14 de s'échapper des espaces 12 et 12 ' La structure ainsi décrite apporte les avantages suivants a) étant donné que les premiers moyens élastiques peuvent être disposés dans les espaces étroits ménagés dans le système de moyeu 1, le disque peut être de petites dimensions, et le système peut donc présenter une structure simple En outre, le premier angle de torsion peut être suffi- samment important; 7 2538480 b) étant donné que les premiers moyens élastiques, tels que les ressorts 14, réalisés BD us la forme d'une plaque mince, sont disposés sur la partie radialement interne du disque, ces premiers moyens élastiques peuvent être faibles par rapport à la torsion, et le taux de croissance du couple peut être suffisamment faible par rapport à l'augmentation de l'angle de torsion, comme on le voit sur la Figure 3 (ligne T 1) c) étant donné que le premier couple d'hystérésis peut être déterminé par le nombre de portions convexes des ressorts 14, on peut facilement réali- ser divers types de disques, présentant respectivement les premiers couples d'hystérésis différents, en utilisant simplement des ressorts 14 différents. Les avantages mentionnés ci-dessus aux paragraphe a) à c) se con- juguent pour apporter l'avantage selon lequel on peut empêcher les bruits, ainsi que toute vibration due au couple. d) étant donné que les ressorts 14, qui sont constitués par une plaque mince, ne peuvent pas subir une compression complète, leur durée de vie est allongée En outre, les premiers moyens élastiques (ressorts 14) ne sont comprimés que lors de la première opération de torsion Il en résulte que l'on peut choisir, pour ce ressort 14, la courbe caractéristique la plus favorable, sans prendre en considération une compression importante. Etant donné qu'il n'est pas nécessaire de munir le flasque 4 d'espaces permettant un fonctionnement avec les premiers ressorts de torsion, au cours duquel les seconds et troisièmes ressorts 23 et 27 se déplacent sans être comprimés, les longueurs des ouvertures 22 et 26 peuvent être faibles, ce qui permet d'augmenter la résistance mécanique du flasque 4. De même, la longueur des ouvertures 20, pour les broches d'arrêt 21, peut être faible, ce qui augmente également la résistance mécanique du flasque 4, Selon une variante de la présente invention, on peut utiliser le mode de réalisation illustré par la Figure 4 Dans une telle structure, on utilise un moyeu extérieur 3 qui est axialement plus -long que le moyeu intérieur 2, et qui est pourvu, aux deux extrémités de ses périphéries intérieures, de rainures annulaires 35, sur lesquelles viennent s'ajuster des clips annulaires 36, qui empêchent tout déplacement axial relatif des moyeux 2 et 3, et qui maintiennent les ressorts 14 à l'encontre de tout mouvement tendant à les éjecter. 8 2538480 A la place de l'un des clips 36, on peut utiliser un flasque radial dirigé vers l'intérieur, formé à l'une des extrémités du moyeu 3 Les ressorts 14 peuvent être incurvés et s'étendre le long de la direction axiale du disque. On peut utiliser du caoutchouc à la place des ressorts 14 en forme de plaque mince On peut utiliser moins de trois ressorts 14 ou plaques de caoutchouc, ou plus de trois ressorts 14 ou plaqués de caoutchouc Les moyens élastiques peuvent être disposés sur les deux côtés de certaines dents internes 7 Les seconds moyens élastiques peuvent être constitués par du caoutchouc ou par une combinaison de ressorts et de caoutchouc Il en est de même, éventuelle- ment, pour les autres moyens élastiques Ces moyens élastiques peuvent être conçus et réalisés de manière que le disque d'embrayage puisse présenter deux étapes de fonctionnement de torsion, ou quatre étapes, ou plus. Il demeure bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés ici, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 Disque d'embrayage à friction, notamment pour véhicules auto- mobiles, caractérisé en ce qu'il comprend: un système de moyeux ( 1), cons- titué d'un moyeu intérieur ( 2) conçu de façon à être relié à un arbre et muni d'une denture extérieure ( 6), et d'un moyeu extérieur ( 3) comportant un flasque ( 4) et une denture intérieure ( 7) en prise avec la denture extérieure ( 6) du moyeu intérieur, des espaces circonférentiels ( 12, 12 ') étant prévus entre ces éléments; des moyens élastiques faibles ( 14) disposés dans un ou plusieurs desdits espaces ( 12, 12 '), afin de connecter circonférentiellement les dentures interne et externe, les autres espaces, dans Iesquels il n'existe pas de faibles moyens élastiques, présentant une longueur circonférentielle plus importante que celle des espaces munis desdits moyens élastiques, afin que ces derniers puissent ne pas être soumis à une compression totale; des moyens de butée et d'arrêt pour empêcher les deux moyeux d'être entraînés selon un mouvement axial relatif, et pour empêcher lesdits moyens élastiques faibles de s'échapper desdits espaces; une paire de plaques latérales ( 18, 19), disposées sur les deux côtés du flasque et reliées à un élément d'entrée de couple, et des moyens élastiques puissants ( 23, 27) conçus de manière à relier les plaques latérales au flasque. 2 Disque d'embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de butée et d'arrêt sont constitués par les extrémités radialement internes des plaques latérales ( 18, 19) qui s'étendent vers les deux extrémités des moyeux respectifs ( 2, 3), en les recouvrant. 3 Disque d'embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de butée et d'arrêt sont réalisés sous la forme d'éléments annulaires qui s'étendent le long des deux extrémités du moyeu intérieur ( 2), et qui sont fixés aux périphéries internes des extrémités du moyeu extérieur ( 3). 4 Disque d'embrayage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits moyens élastiques faibles ( 14) sont constitués par un ressort à lame ondulé. Disque d'embrayage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits moyens élastiques faibles sont constitués de caoutchouc.