Brevet FR2559866A1 — publié le 19850823

La présente invention concerne un système de disque amortisseur destiné plus particulièrement à un embrayage de véhicule automobile. On connait déjà un disque amortisseur présentant des caractéristiques de rigidité et de couple d'hystérésis à étages multiples, et qui comprend un flasque de moyeu extérieur divisé en deux parties: un flasque côté intérieur, et un flasque côté extérieur. Le système comporte par ailleurs des plaques sous- latérales et des plaques latérales annulaires, toutes ces plaques étant reliées par différents types de ressorts de torsion, ce qui permet d'obtenir des courbes caractéristiques angle de torsion 0 / couple de torsion T, ayant l'aspect illustré par la Figure 1 des dessins annexés. Dans un disque amortisseur présentant les caractéristiques illustrées par la Figure 1, la rigidité à la torsion varie en trois étapes ou étages, à partir d'un état neutre jusqu'à une valeur de torsion maximale, et, parallèlement, le couple d'hystérésis varie en deux étapes. Dans un tel disque, on règle à une faible valeur la rigidité à la torsion, ainsi que le couple d'hystérésis, afin d'ab- sorber une vibration de torsion de couple faible, dans une zone d'angle de torsion également faible (0 -). Pour cette raison, lorsqu'un tel disque amortisseur est utilisé dans un embrayage de véhicule automobile, cette caractéristique, dans la zone d'angle de couple faible, constitue une mesure efficace à l'encontre des bruits suscep- tibles de se produire lors d'un fonctionnement à faible vitesse, par exemple en marche en roue libre. Au contraire, cette caractéristique présente des in- convénients lors de la marche du véhicule, inconvénients qui se traduisent par un mouvement de roulis et qui sont aggravés lorsque le conducteurs actionne rapidement la pédale d'accélération. En conséquence, la présente invention se propose d'apporter un disque amortisseur absorbant en toute sécurité les fluctuations du couple, sans induire ou aggraver les inconvénients mentionnés ci-dessus, rnmme lors de variations brutales du couple dues à des manoeuvres rapides de l'accélérateur, de telle manière que le couple se déplace directement vers une zone de rigidité plus faible, correspondant à une seconde étape, sans passer par la zone de rigidité de première étape (pour laquelle la courbe caractéristique correspond à un couple de torsion et à un couple d'hystérésis faibles), ceci dans le cas d'une vitesse angulaire de torsion importante, à partir de la zone d'angle de torsion élevé. Z Cette invention a donc pour objet un système de disque amortisseur, no- tamment pour embrayage de véhicule automobile, dans lequel un flasque exté- rieur d'un moyeu est divisé en un flasque coté intérieur et un flasque côté exté- rieur, une denture externe du flasque, côté intérieur, venant en prise avec une denture interne du flasque coté extérieur, avec l'interposition de jeux, et, simul- tanément, le flasque coté intérieur étant relié élastiquement au flasque côté ex- térieur à l'aide d'un ressort à torsion faible, dont l'axe s'étend dans une direc- tion circonférentielle, des plaques latérales étant disposées sur les deux côtés des flasques, et, parallèlement, le flasque côté extérieur étant relié élastique- ment aux plaques latérales à l'aide d'un second ressort, de forte torsion, s'éten- dant dans la direction circonférentielle, ce système de disque amortisseur étant caractérisé en ce qu'il comporte une came, tournant librement par rapport à un axe parallèle à l'axe de symétrie du disque, cette came étant disposée entre la- dite denture interne et ladite denture externe, avec interposition d'un jeu circon- férentiel, une portion longitudinale de cette came venant en prise entre la den- ture externe et la denture interne lorsqu'une torsion se produit entre le flasque côté intérieur et le flasque côté extérieur, et en ce qu'on prévoit un système de ressort qui sollicite élastiquement la came, de telle manière que la portion lon- gitudinale de came soit maintenue engagée lorsque la vitesse angulaire, pour la- quelle la torsion est déclenchée, est élevée, et que cette portion soit libérée lorsque cette vitesse angulaire est faible. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés, qui en illustrent divers exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif. Sur les dessins - la Figure 1 est un schéma illustrant les courbes caractéristiques angle de torsion 9 / couple de torsion T - la Figure 2 est une vue partielle, en coupe verticale, représentant le disque amortisseur selon la présente invention, utilisé dans un embrayage de véhicule automobile; - la Figure 3 est une vue partielle, en coupe, selon III-III de la Fig. 2 - la Figure 4 est une vue en coupe, selon IV-IV de la Figure 3 - la Figure 5 est une vue en perspective d'une came utilisée dans le sys- tème de disque amortisseur selon l'invention; - la Figure 6 est une vue schématique partielle, en élévation frontale, illustrant le fonctionnement de l'invention; - la Figure 7 illustre les courbes caractéristiques angle de torsion/couple de torsion; et, - la Figure 8 est une vue partielle, schématique, en élévation frontale, d'un autre exemple de réalisation de la présente invention. On se réfère en premier lieu aux Figures 2 à 4, qui représentent un premier exemple de réalisation d'un disque amortisseur selon cette invention. Sur ces Figures, la flèche F indique le côté frontal du disque, et l'axe 01 - 01 désigne l'axe de symétrie du disque. En se référant à la Figure 2, on voit qu'un moyeu cannelé 1 coopère avec un arbre de sortie horizontal (non représenté), par l'intermédiaire d'une canne- lure périphérique interne 2, ce moyeu comportant par ailleurs un flasque 3, qui en fait partie intégrante. Sur un côté périphérique externe de ce flasque 3 (qui sera appelé ci-après "flasque côté interne") est disposé un flasque 4 (qui sera appelé "flasque côté externe"). Ce flasque 4 est disposé sur la même surface verticale que le flasque 3, et une denture externe 5, prévue sur la périphérie extérieure du flasque 3, vient engrener, en rotation, avec une denture interne 6 du flasque 4, en prévoyant des jeux circonférentiels 7, 7' entre ces dentures (voir la Figure 3). Par ailleurs, une paire de sous-plaques 9 et 9' sont fixées aux coôtés frontal et postérieur du flasque 4 à l'aide d'une broche 8. Les sous- plaques 9 et 9' sont réalisées en métal, et elles comportent une partie en saillie radiale 9a. L'extrémité périphérique interne de ces sous- plaques s'ajuste à glissement dans une surface périphérique externe du moyeu 1, afin que le flasque 4 soit supporté concentriquement avec le moyeu 1. Des éléments de friction 10 sont interposés entre des portions périphériques internes des sous-plaques 9, 9' et le flasque côté interne 3. Des premiers ressorts de torsion 12 (ressorts de premier stade) sont montés en compression dans deux encoches 11, qui sont mé- nagées sur une périphérie externe du flasque 3, dans des positions telles que leurs axes de symétrie soient situés dans la direction circonférentielle du disque, des rondelles 14 venant s'engager, par leurs extrémités latérales en saillie (Figure 4), dans d'autres encoches 13, prévues sur les sous-plaques 9, 9'. Ainsi qu'on peut le voir sur la Figure Z, une plaque de retenue 17 et une plaque d'embrayage 18 sont disposées, avec interposition de rondelles de friction 16, sur les surfaces latérales externes des sous-plaques 9, 9', à l'opposé du flasque 3, et des portions périphériques externes de ces plaques 17 et 18 sont 4 2559866 reliées, à l'aide de broches d'arrêt 19. Des seconds ressorts de torsion 21 (ressorts de second stade), sont montés à compression dans deux alésages 20, prévus sur la même circonférence du flasque côté extérieur 4, dans des posi- tions telles que leurs axes de symétrie s'étendent dans la direction circonféren- tielle, des parties en saillie du ressort 20 venant en prise dans des alésages 22 et 23, prévus sur les deux plaques 17 et 18. Les positions circonférentielles des faces d'extrémités circonférentielles des alésages 20, 22 et 23, sont alignées à 'état neutre, et, dans ce cas, les faces d'extrémité du ressort 21 viennent toutes deux s'appliquer sur les faces d'extrémité circonférentielles des alésages 20, 22 et 23. Sur le flasque-côté extérieur 4, on prévoit d'autres alésages 24 (Figure 4) en deux emplacements situés sur la même circonférence, et des ressorts de torsion 25 (ressorts de troisième étape) sont logés dans les alésages 24, dans des positions telles que leurs axes de symétrie s'étendent dans la direction cir- conférentielle. Des portions des ressorts 25, faisant saillie à partir de l'alésage 24, viennent s'adapter dans des alésages 27 et 28, qui sont prévus sur les plaques 17 et 18, et les ressorts 25 viennent s'appliquer sur les faces terminales circon- férentielles des alésages 27 et 28. L'alésage 24 présente une longueur circonfé- rentielle en forme de disque inférieure à celle des alésages 27 et 28, de manière à ménager des jeux circonférentiels entre l'alésage 24 et le ressort correspon- dant 25, pour la position correspondant à l'état neutre illustrée par la Figure 3. On notera que chaque broche d'arrêt 19 est disposée dans une encoche 29, ménagée sur la périphérie extérieure du flasque côté externe 4, en prévoyant des jeux circonférentiels en forme de disque. Par ailleurs, des garnitures 32 sont fixées, par l'intermédiaire d'une plaque d'amortissement 31, sur la périphérie extérieure de la plaque d'embrayage 18, ces garnitures 32 étant disposées entre le volant côté moteur (non représenté) et une plaque de pression côté boftier de l'embrayage (non représentée). En outre, dans le système de disque amortisseur selon la présente inven- tion, on prévoit une came qui est disposée entre le flasque côté intérieur 3 et le flasque côté extérieur 4, une came 33 étant prévue symétriquement en deux em- placements de la circonférence du disque représenté sur la Figure 3. La came 33 présente une surface de came 34 comportant une forme courbe complexe, visible sur la Figure 5. Cette camrne comporte en outre une broche 35, qui fait saillie sur ses deux faces, parallèlement à la surface de came 34. Comme on le voit sur la Figure 2, la broche 35 est supportée à rotation par les alésages mé- nagés dans les sous-plaques 9, 9', parallèlement à l'axe 01 - 1 Une partie d'ex- trémité circonférentielle de la surface de camrne 34 présente la forme d'un arc circulaire dont le centre est situé sur la broche 35 (Fig. 3), cette partie venant au contact d'une surface concave correspondante formée sur la denture interne 6a. L'autre extrémité de la surface de came 34 est en saillie à partir du c8té périphérique interne de cette came, de manière à former une partie en saillie 34b (Fig. 5), et la denture externe 5a présente une forme qui correspond sensi- blement à celle de la surface de came 34, avec un léger jeu circonférentiel. On notera que la broche 35 est positionnée à proximité d'une partie concave 34a (Fig. 5), qui est formée sur le côté périphérique externe de la surface de came 34. Les extrémités circonférentielles en forme de disque des seconds ressorts de torsion 21 sont pourvues de surfaces d'appui en forme de disque 40 et 41. La surface d'appui 40, éloignée de la came 33, est constituée d'un acier à ressort, et elle comporte un ressort à lame 42 qui en fait partie intégrante et qui s'étend le long du ressort 21, sur le côté périphérique interne. Une extrémité de ce res- sort 42 est incurvée, et, dans la position illustrée par la Figure 3, cette extré- mité vient s'appliquer sur la partie concave 34a de la came 33. On décrira maintenant le fonctionnement du disque d'amortissement selon la présente invention. Lorsque la plaque de pression (non représentée) applique la garniture 32 sur le volant du moteur, un couple est transmis depuis ce volant à l'arbre de sortie, par l'intermédiaire de la garniture 32, de la plaque 31, de la plaque 18, du ressort 21, du flasque côté extérieur 4, du ressort 12, du flasque c8té inté- rieur 3, et du moyeu 1. Dans cet exemple, le sens de la rotation du disque est celui indiqué par la flèche X1, sur la Figure 1. Dans ces conditions, si un couple de torsion selon la direction X1 est app]iqué sur la garniture 32, par rapport au moyeu cannelé 1 par exemple, le disque amortisseur fonctionne de la façon suivante, afin d'absorber les vibra- tions de couple. Ce fonctionnement sera décrit ci-après, sur la base de la Fi- gure 1 qui illustre la courbe caractéristique angle de torsion 9 / couple de torsion T. Première étape ou premier étage de fonctionnement Dans le cas oh la garniture 32 subit une torsion par rapport au moyeu 1, 6 2c559866 à partir de l'état neutre, selon la direction X1, la rigidité du second ressort de torsion 21 est réglée à une valeur plus élevée que celle du premier ressort 12, dans un domaine d'angles de torsion 0 compris entre 0 et 01, de telle manière que ce ressort 21 se comporte comme un élément rigide, pour entraîner en rota- tion la plaque 18 avec le flasque côté extérieur 4. Il en résulte la réalisation d'une torsion entre le flasque côté extérieur 4 et le flasque côté intérieur 3, le ressort 12 étant comprimé à l'aide des sous-plaques 9 et 9', et un glissement se produi- sant sur une surface du matériau de friction 10, permettant d'obtenir un léger couple de frottement, se traduisant par la relation qui correspond à la partie A de la courbe illustrée par la Figure 1. Sur la Figure 6 (partie a), on a représenté la position dans laquelle le disque d'amortissement a subi une torsion, jusqu'à un angle 01. La denture ex- terne 5a est au contact de la denture interne 6a, sur cette Figure, cependant, la came 33 est sollicitée par le ressort 42, appuyant sur la partie latérale de sa surface d'appui 40, de manière à permettre une rotation dans la direction X, selon une valeur limitée du flasque 3. Seconde étape ou second étage de fonctionnement Lorsque le ressort 12 (Figure 3) est comprimé de façon à mettre en contact chaque face d'extrémité de la denture interne et de la denture externe, la torsion ne progresse plus entre la denture interne 5 et la denture externe 6. Il en résulte que le flasque côté extérieur 4 subit une torsion par rapport à la plaque 18, dans un domaine d'angles de torsion compris entre 01 et 02, le ressort 21 est comprimé, et il se produit un glissement sur une surface de la rondelle 16, entraînant la présence d'un couple de friction. On obtient ainsi la partie B de la courbe représentée sur la Figure 1. Une torsion de la plaque 18 par rapport au flasque c8té extérieur 4 réduit à un minimum le jeu circonférentiel entre ce flasque 4 et le ressort 25 (Figure 3), et, par conséquent, l'angle de torsion 0 prend la valeur lorsque le jeu devient nul. Dans cet exemple, les plaques 17 et 18 compriment le ressort 21 à l'aide de la surface d'appui 40, et cette surface d'appui 40 se déplace vers l'in- térieur de l'alésage 20, dans la direction X1. En même temps que se produit le déplacement de la surface d'appui 40, l'extrémité du ressort 42 glisse sur la partie concave 34a de la came 33, comme représenté sur la partie b de la Figure 6, et cette came 33 est entraúnée en rotation par la force du ressort 42, dans la direction X2, lorsque le ressort se déplace vers la surface d'appui 41, au-delà 7 c-2559866 de la broche 35. La partie en saillie 34b de la surface de came 34 vient au con- tact de la denture 5a, dans la position illustrée par la partie b de la Figure 6. Troisième étape ou troisième étage de fonctionnement: Les second et troisième ressorts 21 et 2.5 sont comprimés dans un domaine d 'angles de torsion compris entre 02 et 93, de façon à obtenir la partie C de la courbe caractéristique illustrée par la Figure 1. Lorsque l'angle de torsion 0 devient 03, la broche d'arrêt 19 vient au contact de la face d'extrémité circonfé- rentielle de l'encoche 29, et la plaque 18 fait alors partie intégrante du flasque coté extérieur 4, grâce à la broche d'arrêt, si bien que le couple est directement transmis au moyeu 1. (En revenant d'une position correspondant à l'angle de torsion maximale 93): a) pour une vitesse angulaire de retour importante, la came 33 est maintenue entre la denture externe 5a et la denture interne 6a, avec une force impor- tante, quand un couple est brutalement appliqué dans une direction opposée à X1, à partir de la position illustrée par la partie b de la Figure 6. Par conséquent, la carne 33 ne peut pas tourner dans une direction opposée à XZ, même lorsque le point de sollicitation du ressort à lame 42 revient à sa position initiale, et le ressort de torsion 1Z (Fig. 3) est verrouillé à l'état comprimé, de manière à être rendu inopérant. Dans ce cas, le disque présente une courbe caractéristique qui ne comporte pas de zone de faible couple d'hystérésis (premier étage), et cette courbe caractéristique pré- sente l'aspect illustré par la Figure 7. On notera que, lorsque le couple de torsion opposé à la direction X1 devient faible, en partant de la position ci-dessus, la came 33 est entraC- née par le ressort 4Z dans une direction opposée à X2, de façon à libérer la came de l'action du ressort, et l'on revient alors à la courbe caracté- ristique illustrée par la Figure 1. b) pour une vitesse angulaire de retour faible, lorsqu'un couple est lentement appliqué dans la direction opposée à X1, à partir de la position représentée en b sur la Figure 6, la force du ressort à lame 42 dépasse la force de maintien de la came 33, étant donné que cette force, exercée par les den- tures respectives 5 et 6, est faible. Par conséquent, la came 33 tourne dans une direction opposée à X. Il en résulte qu'en aucun cas le ressort de torsion 12 est verrouillé. On obtient donc la courbe caractéristique il- lustrée par la Figure 1. 8 559866 Dans le cas oh le disque subit une torsion dans une direction op- poséeàX1, à partir de l'état neutre, le jeu entre la denture externe 5a et la came 33 est obturé, lorsquel le flasque coté intérieur 3 subit une torsion par rapport au flasque côté extérieur 4, si bien qu'il n'existe aucune possi- bilité de verrouillage du flasque côté intérieur 3 et du flasque côté extérieur 4, quelle que soit la valeur de la vitesse angulaire de torsion. Par consé- quent, la courbe caractéristique de la Figure 1 est obtenue, dans tous les cas, quelle que soit la vitesse angulaire- de torsion. Les effets techniques et avantages apportés par la présente invention sont les suivants: j I - dans le cas d'un changement brutal du couple de torsion, on peut obtenir une courbe caractéristique angle de torsion 0 / couple de torsion T, de telle ma- nière que la valeur du couple se déplace directement vers la zone de moindre rigidité (seconde étape ou second étage), sans passer par la zone de rigidité de première étape, qui présente les caractéristiques de couple de torsion faible et de faible hystérésis, lorsque l'on revient à partir du domaine d'angles de torsion élevés 2 - par conséquent, lorsque le disque d'amortissement selon la présente inven- tion est utilisé dans un embrayage de véhicule automobile, les fluctuations du couple sont absorbées de façon sûre, sans qu'il se produise d'inconvénient, tel que, notamment, des: mouvements de roulis du chassis du véhicule, même en cas de fluctuations brutales du couple, résultant par exemple de manipulations brusques de l'accélérateur par le conducteur. Parmi les variantes du dispositif objet de l'invention, on peut citer les suivantes A - comme on l'a représenté sur la Figure 8, une portion d'arc concave circu- laire 50 peut être formée sur une surface périphérique extérieure du flasque côté intérieur 3, de manière à s'adapter à la partie correspondante de la came 51 en forme de disque, afin de supporter celleci à rotation. Un c8té périphérique externe de la came 51 comporte une découpe en forme d'en- coche, permettant de réaliser une partie concave 52a sur la surface de came 52. Une partie en saillie 52b est formée sur l'extrémité située du côté de la denture interne 6a de la came 51, et une partie en saillie 53, vers la came 51, est réalisée sur une partie périphérique interne de cette denture interne 6a. L'extrémité du ressort à lame 42 vient s'appliquer sur la partie 9 559866 concave 52a, et la came 51 est réalisée de façon à pouvoir tourner selon le sens de la flèche X2, ou en sens inverse, en fonction d'une modification de la position de contact du ressort à lame 42. Par ailleurs, lorsque le disque'subit une torsion, les deux extrémités de la partie en saillie 53 et de la partie en saillie 52b sont en prise l'une sur l'autre; B - dans la position illustrée par la partie b de la Figure 6, on peut prévoir de laisser un jeu entre la denture externe 5a et la came 33. Dans un tel exemple de réalisation, on peut obtenir les courbes caractéristiques A et -A' illustrées par la Figure 1, grâce à la présence de ce jeu. 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. 2559866 REVENDICATIONS 1 - Système de disque amortisseur, notamment pour embrayage de véhi- cule automobile, dans lequel un flasque extérieur d'un moyeu est divisé en un flasque côté intérieur et un flasque côté extérieur, une denture externe du flasque côté intérieur venant en prise avec une denture interne du flasque côté intérieur, avec l'interposition de jeux, et, simultanément, le flasque côté intérieur est re- lié élastiquement au flasque côté extérieur à l'aide d'un ressort à torsion faible, dont l'axe s'étend selon une direction circonférentielle, des plaques latérales étant disposées sur les deux côtés des flasques, et, parallèlement, le flasque côté extérieur est relié élastiquement aux plaques latérales par l'intermédiaire d'un second ressort, de forte torsion, s'étendant dans la direction circonféren- tielle, ce système de disque amortisseur étant caractérisé en ce qu'il comporte une came (33) tournant librement par rapport à un axe parallèle à l'axe de symé- trie (01 - 01) du disque, cette came étant disposée entre ladite denture interne (6) et ladite denture externe (5), avec interposition d'un jeu circonférentiel, une portion longitudinale de la came venant en prise entre la denture externe et la denture interne lorsqu'une torsion se produit entre le flasque côté intérieur (3) et le flasque côté extérieur (4), et en ce qu'on prévoit un système de ressort (42) qui sollicite élastiquement la came, de telle manière que la portion longitudinale de came soit maintenue engagée lorsque la vitesse angulaire, pour laquelle la torsion est déclenchée, est élevée, et que cette portion soit libérée lorsque cette vitesse angulaire est faible. 2 - Système de disque amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite came comporte une surface de came (34) ayant une forme incur- vée complexe et dont fait partie intégrante une broche (35) qui fait saillie vers les deux côtés de ladite came, et en ce que cette broche est supportée à rotation par des trous ménagés dans des-sous-plaques (9, 9') fixées sur le flasque côté extérieur et maintenant le flasque côté intérieur parallèle à l'axe de symétrie du disque (1 - 01). 3 - Système de disque amortisseur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une portion d'extrémité circonférentielle du disque de la surface de came (34) est conformée selon un arc circulaire dont le centre est situé sur la- dite broche et qui vient au contact d'une surface concave correspondante formée sur ladite denture interne (6a), un côté périphérique interne du disque de l'autre extrémité de la surface de came faisant saillie selon une partie de forme aigtie 1 1 2559866 (34b), en ce qu'une denture externe (Sa) est prévue, ayant une forme qui corres- pond sensiblement à celle de la surface de came, avec un léger jeu circonféren- tiel, et en ce qu'on prévoit une partie concave (34a) formée sur le côté périphé- rique externe du disque de la surface de came. 4 - Système de disque amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une portion d'arc circulaire concave (50) est formée sur une surface pé- riphérique externe du flasque côté intérieur (3), en ce qu'une came (51), ayant sensiblement la forme d'un disque, est logée dans ladite portion concave de ma- nière à y rtre supportée à rotation, en ce qu'un côté périphérique externe de la came (51) présente une configuration telle que sa partie centrale est en retrait le plus possible afin de constituer une portion concave (52a) sur la surface de came (52), en ce qu'une partie en saillie (52b) est formée sur une extrémité laté- rale de la denture interne (6a) de la camne (51), et en ce qu'une partie (53) faisant saillie vers la canme (51) est formée sur une partie périphérique interne de la denture interne (6a). - Système de disque amortisseur selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce qu'il comporte des surfaces d'appui en forme de disques (40, 41) qui sont prévues sur les deux extrémités circonférentielles en forme de disque du second ressort de torsion (21), la surface d'appui (40) éloignée de la came (33) étant fornmée d'un acier à ressort comme ledit système de ressort, et elle cornm- porte un ressort à lame (42) qui en fait partie intégrante et qui s'étend le long d'un côté périphérique interne dudit second ressort de torsion (21), et en ce qu'une extrémité dudit ressort à lame (42) est appliquée contre la partie concave de la- dite came (33).