Brevet FR2557942A1 — publié le 19850712

La présente invention porte sur un disque amortisseur destiné à être utilisé comme disque d'embrayage dans une automobile, une machine agricole ou une machine industriel- le ou comme amortisseur dans un système de transmission de bateau ou autre. La demande. de modèle d'utilité japonais 57-10387 (demande de brevet américain 421 338) présente un disque amortisseur dans lequel des ressorts hélicoïdaux compres- sibles sont disposés en série entre un élément d'entrée et un élément de sortie. Dans ce disque, un ou plusieurs sièges de ressort sont placés entre les ressorts disposés en série dans une série d'ouvertures des éléments d'entrée et de sortie. Cependant, dans ces dispositifs, il y a une différence entre la forcc appliquée aux parties intérieures radialement (relativement à la direction radiale du disque) des ressorts et la force appliquée aux parties extérieures radialement de ceux-ci lorsqu'ils sont comprimés, car la direction des surfaces des sièges sur lesquelles s'appuient les ressorts ne change pas par rapport à la direction ra- diale du disque après la compression des ressorts. Cette différence des forces ou charges peut réduire la durée de vie des ressorts. En outre, les ressorts comprimés peuvent saillir radialement vers l'extérieur et venir en contact avec le bord de l'ouverture. Ce contact et la force de frottement qui en résulte dégradent la caractéristique d'amortissement du disque, de sorte que les bruits dans un système de transmission tel que boite de vitesses peu- vent ne pas être efficacement absorbés. Par conséquent, un but de l'invention est de fournir un disque amélioré qui surmonte les problèmes précités. Le disque amortisseur de l'invention comprend des plaques latérales agencées pour être accouplées à une partie d'entrée de couple pour tourner coaxialement avec elle, un moyeu agencé pour être accouplé à une partie de sortie de couple pour tourner coaxialement à ces plaques latérales, une sous-plaque agencée pour tourner par tor- sion par rapport aux plaques latérales et au moyeu et placée coaxialement à ceux-ci, un premier mécanisme à ressorts reliant circonférentiellement cette sous-plaque au moyeu et un deuxième mécanisme à ressorts reliant cir- conférentiellement les plaques latérales à la sous-plaque, ces mécanismes à ressorts comportant chacun une série de ressorts de torsion disposés en série et des ensembles de sièges de ressort placés entre les ressorts voisins, ces ensembles de sièges de ressort comportant chacun un siège de ressort sur lequel s'appuie un des ressorts, un autre siège de ressort sur lequel s'appuie un des autres ressorts et un moyen de liaison pour relier ces deux sièges de res- sort de façon qu'ils puissent changer d'orientation par rapport à la direction radiale du disque. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortent de la description suivante des réali- sations préférées de l'invention. Sur les dessins: La fig. 1 est une vue en coupe d'un disque amortisseur correspondant à une réalisation de la présente invention. La fig. 2 est une vue de face du disque de la fig.l avec certaines parties enlevées. La fig. 3 est une vue en coupe agrandie de ressorts du disque de la fig. 1 et La fig. 4 est un graphique représentant la relation entre l'angle de torsion et le couple transmis. Sur la fig. 1, un moyeu 1 est agencé pour être claveté sur un arbre de sortie ou un arbre moteur (non représenté). Ce moyeu 1 est pourvu d'un collet 2 de petit diamètre qui fait corps avec lui. Deux sous-plaques annulaires 3 et 4 sont placées de part et d'autre du collet 2 et montées tournantes autour du moyeu 1. Ces sous-plaques 3 et 4 sont incurvées dans leur partie médiane radialement. Les parties médianes radialement et extérieures des sous-plaques 3 et 4 sont étroitement jointes à l'extérieur radiale- ment du petit collet 2 et assemblées par des rivets 5. Des plaques latérales annulaires 6 et 7 (une plaque d'embrayage et une plaque de retenue) sont placées sur le côté extérieur axialement des sousplaques 3 et 4 et mon- tées tournantes autour du moyeu 1. Ces plaques 6 et 7 sont assemblées par des chevilles d'arrêt 8. Des plaques d'a- mortissement 9 disposées annulairement sont fixées à la partie périphérique extérieure de la plaque latérale 6. Deux garnitures de friction 10 et 11 sont fixées aux faces de ces plaques d'amortissement 9. Ces garnitures 10 et 11 sont placées entre le volant d'un moteur et un plateau de pression (non représentés). Comme représenté dans une partie agrandie de la fig. 1, des bagues 12 et 13 sont placées entre le pourtour extérieur du moyeu 1 et les pourtours intérieurs des pla- ques 3, 4, 6 et 7. Ces bagues 12 et 13 possèdent des collets qui sont engagés entre le collet 2 et les plaques 3 et 4. Une plaque annulaire de friction 14 est placée entre la sous-plaque 4 et la plaque latérale 7. Cette pla- que de friction 14 comporte des saillies axiales qui sont en prise de façon non tournante avec la plaque latérale 7. Un ressort conique 16 est placé entre la plaque de friction 14 et la plaque latérale 7. Des rondelles de friction 17 et 18 sont placées respectivement entre la sous-plaque 4 et la plaque latérale 7 et entre la sous-plaque 3 et la plaque latérale 6. Comme le montre la fig. 2, le collet 2 est pourvu à sa périphérie extérieure de trois creux ou ouvertures 20 espacés circonférentiellement. Les deux sous-plaques 3 et 4 sont pourvues d'ouvertures 21 et 22 qui correspondent aux ouvertures 20. Les ouvertures 20, 21 et 22 forment trois parties ouvertures A espacées circonférentiellement. Les sous-plaques 3 et 4 sont pourvues dans leurs parties extérieures radialement de trois ouvertures 23 espacées circonférentiellement qui forment une continuation des ouvertures 21 et 22. Les plaques latérales 6 et 7 sont pourvues de parties ou creux incurvés 24 et 25 qui corres- pondent axialement avec les ouvertures 23. Ces ouvertures 23 et les creux 24 et 25 forment trois parties ouvertures B espacées circonférentiellement. Comme représenté sur une partie agrandie de la fig.2, deux ressorts hélicoïdaux compressibles 26 sont placés à peu près circonférentiellement et en série dans chaque partie ouverture A. Les extrémités opposées de chaque paire de ressorts 26 s'appuient sur les bords de la partie ouverture A. Deux sièges de ressort 27 d'un ensemble de sièges de ressort sont placés entre les extrémités voisi- nes des ressorts appariés 26. Chaque siège 27 supporte l'extrémité d'un ressort 26 et possède une saillie 28 qui est engagée dans ce ressort. Un ressort hélicoedal compres- sible 31 plus petit et plus mou que les ressorts 26 est placé circonférentiellement entre les deux sièges de ressort 27. Chaque siège de ressort 27 présente un creux 30 dans lequel est engagée une extrémité du ressort 31. Comme le montre la fig. 2, deux ressorts hélicoïdaux compressibles 32 sont placés circonférentiellement dans chaque partie ouverture B. Deux ressorts hélicoïdaux com- pressibles 33 de petit diamètre sont placés coaxialement dans les ressorts 32. Les extrémités opposées des ressorts appariés 32, 33 s'appuient sur les bords des parties ouvertures B par des sièges 34. Des ressorts hélicoïdaux compressibles 36 et 37, respectivement de grand et de pe- tit diamètre, placés coaxialement, sont placés en série entre les ressorts 32 et 33, un ensemble de sièges 35 étant prévu entre eux. Comme représenté sur l'autre partie agrandie de la fig. 2, l'ensemble de sièges 35 est consti- tué de deux sièges 38 et 40. Ces sièges 38 et 40 présen- tent des surfaces d'appui 38a et 40a sur lesquelles s'ap- puient respectivement les ressorts 32 et 33 et les ressorts 36 et 37. Dans la position neutre représentée, la surface 38a du siège est sensiblement perpendiculaire à l'axe ou la direction de compression C1 des ressorts 32 et 33. La surface o40a du siège 40 est sensiblement perpendiculaire à l'axe ou la direction de compression D1 des ressorts 36 et 37. Le siège 38 est par exemple forgé et possède une saillie sphérique 41. Le siège 40 est pourvu d'un creux sphérique 42 dans lequel la saillie 41 est logée et peut tourner, de sorte que les directions des surfaces d'appui 38a et 40a peuvent être changées l'une par rap- port à l'autre. Comme le montre la fig. 2, les chevilles d'arrêt 8 passent par des creux 43 ménagés dans la partie périphé- rique extérieure des sous-plaques 3 et 4. Dans la posi- tion neutre représentée, des espaces circonférentiels d'angle & 4 sont fermés entre les chevilles d'arrêt 8 et les bords des creux. Les caractéristiques des ressorts et des autres élé- ments sont fixées de façon que le disque puisse fonction- ner de la manière suivante. Lors de l'embrayage, le plateau de pression serre la garniture 10 de la fig. 1 contre le volant, de sorte que le couple est transmis du volant à la garniture 10 puis, par les plaques d'amortissement 9, aux plaques latérales 6 et 7. De celles-ci, il est ensuite transmis, par les ressorts 32, 33, 36 et 37, aux sous-plaques 3 et 4, puis de celles-ci à l'arbre de sortie par les ressorts 26 et 31, le collet 2 et le moyeu 1. L'ensemble du disque tourne ainsi dans le sens de la flèche E. Lorsque le couple est faible, les ressorts hélicoNdaux 31 et 26 sont en grande partie comprimés, de sorte que les plaques 3, 4, 6 et 7 se tordent beaucoup ou tournent beaucoup par torsion par rapport au collet 2 et au moyeu 1. Quand le couple augmente jusqu'tà une valeur détermi- née, les ressorts 31 ainsi que les ressorts 26 sont complètement comprimés, et après cela, les ressorts 32 et 33 sont en grande partie comprimés, de sorte que les plaques latérales 6 et 7 se tordent beaucoup par rapport aux sous-plaques 3 et 4 et au collet 2. Comme les res- sorts 32 et 33 sont en grande partie comprimés, eux-mêmes ainsi que les ressorts 36 et 37 changent de direction de compression comme indiqué par les lignes C2 et D2 sur la fig. 3. Quand les directions de compression changent, les saillies 41 tournent dans les creux 42 et les sièges de ressort 38 et 40 tournent l'un par rapport à l'autre, de sorte que les surfaces 38a et 40a restent perpendicu- laires aux directions C2 et D2. Quand les ressorts 32 et 33 ont été complètement com- primés, les ressorts 36 et 37 sont en grande partie com- primés jusqu'à ce que les chevilles d'arrêt 8 viennent contre les bords des creux 43. Les opérations ci-dessus sont décrites ci-après en se référant au graphique de la fig. 4, qui représente la re- lation entre le couple et ltangle de torsion. Dans la première phase ( O0 - e1) les ressorts 31 sont en grande partie comprimés. Dans la deuxième phase ( & -) les 1 2 ressorts 26 sont en grande partie comprimés. Dans la troi- sième phase ( 2 - e3), les ressorts 32 et 33 sont en grande partie comprimés. Dans la quatrième phase ( C3 - 84)' les ressorts 36 et 37 sont en grande partie comprimés. Comme le montre la fig. 4, quand l'angle de torsion aug- mente, la rigidité à la torsion entre les plaques latéra- les 6 et 7 et le collet 2 augmente. Dans les première et deuxième phases, des couples d'hystérésis H1 et H2 sont engendrés par le frottement entre le collet 2 et les sous-plaques 3 et 4 et autres. Dans les troisième et quatrième phases, des couples dthys- térésis H3 et H4 sent engendrés par le frottement entre les sous-plaques 3, 4 et les plaques latérales 6, 7 et autres. La courbe supérieure F de la fig. 4 est la caractéristique lorsque le couple augmente et la courbe inférieure G la caractéristique lorsque le couple diminue. Bien que ce ne soit pas représenté, lorsque le couple devient négatif, les éléments fonctionnent de façon sem- blable mais inverse. Dans des variantes de l'invention, un seul ressort hélicoïdal compressible peut être utilisé à la place des deux ressorts coaxiaux. A la place des trois groupes de ressorts avec les ensembles de sièges 35 entre eux, deux ou quatre ou plus de quatre groupes de ressorts peuvent être placés en série. Les plaques latérales 6 et 7 peu- vent être pourvues d'ouvertures ouvertes à la place des creux fermés 24 et 25. Les ensembles de sièges de ressort peuvent être utilisés dans d'autres types de disques d'embrayage d'automobile. Par exemple, les ensembles de sièges de ressort de l'invention peuvent être employés dans un disque qui ne comporte pas de sous-plaques, auquel cas ils sont placés entre des ressorts placés dans des ouvertures ménagées dans un collet et dans des plaques latérales d'un disque. L'invention peut être utilisée comme disque d'em- brayage de machine agricole ou de machine industrielle ou comme amortisseur dans un bateau ou autre. 2557942- REVENDICATIONS 1 - Disque amortisseur caractérisé par le fait qu'il comprend un élément d'entrée agencé pour être accouplé à une partie d'entrée de couple pour tourner coaxialement avec elle, un élément de sortie conçu pour être accouplé à un arbre de sortie pour tourner coaxialement à l'élément d'entrée, des parties ouvertures prévues dans ces deux éléments, et des mécanismes à ressorts placés dans ces ouvertures pour relier circonférentiellement l'élément d'entrée et l'élément de sortie, ces mécanismes à ressorts comportant chacun une série de ressorts de torsion dispo- sées en série et un ensemble de sièges de ressort placé entre les ressorts voisins, les deux extrémités de chaque mécanisme à ressorts étant reliées aux éléments d'entrée et de sortie, l'ensemble de sièges de ressort comportant un siège de ressort sur lequel s'appuie un des ressorts, un autre siège de ressort sur lequel s'appuie un des autres ressorts et un moyen de liaison pour relier ces deux sièges de ressort de façon qu'ils puissent changer d'orientation par rapport à la direction radiale du disque. 2 - Disque amortisseur selon la revendication 1, comprenant des plaques latérales agencées pour être accou- plées à une partie d'entrée de couple pour tourner coaxia- lement avec elle, un moyeu agencé pour être accouplé à une partie de sortie de couple pour tourner coaxialement à ces plaques latérales, une sous-plaque agencée pour tourner par torsion par rapport aux plaques latérales et au moyeu et placée coaxialement à ceux-ci, un premier mécanisme à ressorts reliant circonférentiellement cette sous-plaque au moyeu et un deuxième mécanisme à ressorts reliant cir- conférentiellement les plaques latérales à la sous-plaque, ces mécanismes à ressorts comportant chacun une série de ressorts de torsion disposés en série et des ensembles de sièges de ressort placés entre les ressorts voisins, ces ensembles de sièges de ressort comportant chacun un siège de ressort sur lequel s'appuie un des ressorts, un autre siège de ressort sur lequel s'appuie un des autres res- sorts et un moyen de liaison pour relier ces deux sièges de ressort de façon qu'ils puissent changer d'orientation par rapport à la direction radiale du disque. 3 - Disque amortisseur selon la revendication 1 ou 2, dans lequel chaque moyen de liaison comporte une sail- lie prévue sur un siège de ressort et un creux ménagé dans l'autre siège de ressort, la saillie étant logée et pouvant tourner dans le creux. 4 - Disque amortisseur selon la revendication 3, dans lequel la saillie et le creux sont sphériques. - Disque amortisseur selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le moyen de liaison comporte un ressort de liaison mou de petit diamètre placé entre les deux sièges de ressort et conçu pour être complètement comprimé afin que les deux ensembles de sièges de ressort puissent venir en contact avant que les ressorts situés de part et d'autre d'eux soient complètement comprimés. 6 - Disque amortisseur selon la revendication 5, dans lequel les sièges de ressort sont pourvus de creux dans lesquels entre le ressort de liaison.