Brevet FR2568648A1 — publié le 19860207

La présente invention concerne un disque amortisseur utilisé comme disque d'embrayage par exemple d'auto- mobile, et en particulier un disque amortisseur à carac- téristique d'amortissement étagée. Normalement, un disque à caractéristique étagée néces- site des ressorts en nombre au moins égal au nombre d'étages ou de phases de la caractéristique d'amortis- sement. En particulier, si l'on veut obtenir une rigidité maximale suffisante à la torsion relative des éléments d'entrée et de sortie, il faut prévoir un nombre de ressorts plus grand que le nombre de phases d'amortissement. Par exemple, si le disque doit fonc- tionner avec quatre phases d'amortissement, à savoir une phase douce, une phase mi-douce, une phase mi-dure et une phase dure, il faut ordinairement prévoir dans le disque six ressorts ou six groupes de ressorts. Il faut par conséquent pratiquer de nombreuses ouvertures pour les ressorts dans un flasque d'un moyeu cannelé. En particulier, un disque ayant un grand angle maximal de torsion doit être pourvu d'ouvertures et d'évide- ments longs et larges pour les ressorts et des gou- pilles d'arrêt, de sorte que les distances entre les ouvertures et évidements voisins deviennent courtes et que le flasque possède ainsi une faible résistance. En outre, dans les dispositifs classiques, le ressort ou les ressorts pour la première opération de torsion, douce, sont agencés pour se comprimer dans tout le domaine de torsion, c'est-à-dire jusqu'à ce que l'angle de torsion atteigne une valeur maximale, de sorte que la longueur comprimée du premier ressort est grande et que sa contrainte est ainsi extrêmement grande. Par conséquent, il est difficile que le premier ressort conserve une résistance suffisante. En conséquence, l'invention a pour but de fournir un dispositif amélioré n'ayant pas les inconvénients précités, à savoir la nécessité de grandes ouvertures dans le flasque du disque et la compression du premier ressort dans tout le domaine de torsion. A cet effet, la présente invention concerne un disque amortisseur comprenant un flasque annulaire lié par sa partie périphérique intérieure à un élément de sortie de couple, deux plaques latérales annulaires liées par leur partie périphérique extérieure à un élément d'entrée de couple et disposées pour pouvoir tourner par rapport au flasque, un mécanisme à res- sorts pour une opération de torsion douce placé dans des ouvertures des plaques latérales et du flasque pour relier les plaques latérales au flasque, et un mécanisme à ressort pour une opération de torsion dure placé dans des ouvertures des plaques latérales et du flasque pour relier les plaques latérales au flasque, caractérisé par le fait que le mécanisme à ressorts pour l'opération de torsion douce comporte deux premiers ressorts, un deuxième ressort placé circonfé- rentiellement en série entre ces deux premiers ressorts, et des éléments de coopération placés aux deux extré- mités du deuxième ressort et pouvant venir en contact avec des bords des ouvertures, une des ouvertures du flasque et de chaque plaque latérale est conçue pour supporter les deux extrémités du mécanisme à ressorts pour l'opération de torsion douce et ménager des premiers espaces circonférentiels par rapport à l'élé- ment de coopération dans un-état de repos, et l'autre ouverture du flasque et de chaque plaque latérale est conçue pour supporter les deux extrémités du mécanisme à ressorts pour l'opération de torsion douce et for- mer des deuxièmes espaces circonférentiels plus longs que les premiers par rapport aux éléments de coopéra- tion dans l'état de repos. Grâce à l'invention, dans la première phase de torsion, dans laquelle le couple transmis est faible, les pre- miers ressorts placés de part et d'autre du deuxième ressort se compriment, de sorte que les plaques laté- rales tournent par rapport au flasque d'un angle correspondant à la somme des premiers espaces s'éten- dant de part et d'autre du deuxième ressort. Cepen- dant, dans la première opération de torsion, le deuxième ressort et le mécanisme à ressort pour l'opération de torsion dure se déplacent circonfé- rentiellement par rapport aux plaques latérales ou au flasque d'un angle correspondant seulement au premier espace d'un seul côté du deuxième ressort. Après que l'élément de coopération situé d'un côté du deuxième ressort du mécanisme à ressorts pour l'opéra- tion de torsion douce soit venu directement en contact avec le bord de l'ouverture, un des premiers ressorts dudit mécanisme ne se comprime plus et seuls l'autre premier ressort et le deuxième ressort se compriment. Après que l'autre élément de prise du deuxième ressort soit venu en contact avec le bord de l'ouverture, seul le deuxième ressort se comprime. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la descrip- tion suivante de la forme de réalisation préférée du disque de l'invention, en référence aux dessins annexés,sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique de face de la forme de réalisation préférée du disque de l'invention, avec certaines parties enlevées; 4 2568648 la figure 2 est une vue en coupe schématique suivant la ligne II-II de la figure 1; et À la figure 3 est un graphique représentant la caracté- ristique d'amortissement, soit la courbe du couple transmis en fonction de l'angle de torsion. Sur la figure 2, un moyeu 2 (élément de sortie) claveté à un arbre de sortie 1 est pourvu à sa périphérie extérieure d'un flasque annulaire 3 de part et d'autre duquel s'étendent coaxialement deux plaques latérales annulaires 5. Des plaques d'amortissement 6 sont fixées à la partie périphérique extérieure d'une des plaques latérales 5 (plaque d'embrayage). Des garni- tures de friction 7 (élément d'entrée) sont fixées sur les deux faces des plaques d'amortissement 6. Ces garnitures 7 sont disposées entre un volant 8 et un plateau de pression 9. Deux sous-plaques annulaires 10 sont disposées entre le flasque 3 et l'une et l'autre des plaques latérales 5, respectivement. Des premiers éléments de friction 11, ayant une faible force de frottement, sont disposés entre les portions inté- rieures, radialement parlant, du flasque 3 et des sous-plaques 10, respectivement. Des deuxièmes 1éé- ments de friction 12 ayant une grande force de frot- tement, sont disposés entre les portions intérieures, radialement parlant, des plaques latérales 5 et des sous-plaques 10, respectivement. Comme le montre la figure 1, le disque est pourvu de deux mécanismes à ressorts 15 et deux mécanismes à ressort 16 également espacés circonférentiellement. Le mécanisme à ressorts 15 est conçu pour agir dans des domaines à petit angle de torsion, c'est-à-dire dans des première, deuxième et troisième phases de 2568648. torsion. Le mécanisme à ressort 16 est conçu pour agir dans un domaine à grand angle de torsion, c'est-à- dire dans une quatrième phase de torsion. Chaque mécanisme à ressorts 15 comporte un deuxième ressort 22 de grande rigidité et deux premiers ressorts 21 de faible rigidité, qui sont tous des ressorts hélicoïdaux de compression s'étendant dans une direc- tion sensiblement circonférentielle du disque. Le deuxième ressort 22 est placé, le long de la circon- férence, en série entre les premiers ressorts 21. Le deuxième ressort 22 a un plus grand diamètre que les premiers ressorts 21. Des sièges de ressort du genre plaque 19, c'est-à-dire des éléments de coopé- ration, de grand diamètre sont placés entre chacun des premiers ressorts 21-et le deuxième ressort 22. Les mécanismes à ressorts 15 sont placés dans des ouvertures 25 du flasque 3 et des ouvertures 26 des plaques latérales 5. La forme de chaque ouverture 25 du flasque 3 est semblable à celle des ressorts 21 et 22, dans leur ensemble. Chaque ouverture 25 a des bords latéraux radialement extérieurs f et des bords laté- raux radialement intérieurs m. La distance circonfé- rentielle L entre les bords f est plus petite que la distance entre les bords m. Autrement dit, la partie médiane, circonférentiellement parlant, de longueur L de chaque ouverture 25 a une plus grande longueur radiale que les parties extrêmes, circonférentielle- ment parlant, de l'ouverture 25. La longueur L est supérieure à la distance circonférentielle ú entre les deux sièges de ressort 19. A l'état de repos représenté, un espace correspondant à un angle de torsion 01 + 02, c'est-à-dire à la somme d'une premier angle de torsion 01 et d'un deuxième angle de torsion 02, s'étend entre le siège du ressort 19 et le bord laté- ral f. Dans cet état, l'extrémité extérieure, circon- férentiellement parlant, de chaque ressort 21 opposée au siège 19 est appuyée sur le bord latéral m de l'ouverture 25. Chaque ouverture 26 des plaques latérales 5 a une forme semblable à celle des ouvertures 25. Dans l'état représenté, l'extrémité extérieure, circonférentielle- ment parlant,des ressorts 21 est aussi appuyée sur un bord latéral radialement intérieur n d'une ouverture 26. Des espaces, correspondant chacun au premier angle de torsion 01, s'étendent entre les bords latéraux radialement extérieurs e des ouvertures 26 et les sièges de ressort 19. Chaque mécanisme à ressort 16, pour l'opération de torsion dure, est constitué d'un seul ressort hélicoi- dal de compression. Ce ressort a un grand diamètre et une grande rigidité et est placé dans des ouvertures 27 du flasque 3 et 28 des plaques latérales 5. A l'état de repos représenté, c'est-à-dire sans torsion, les deux extrémités de chaque mécanisme à ressort 16 sont écartées des bords latéraux de l'ouverture 27 du flasque 3 ménageant des espaces correspondant à un angle 03 et sont appuyées sur les bords latéraux des ouvertures 28 des plaques latérales 5. Les deux sous-plaques 10 sont assemblées en quatre endroits de leur périphérie extérieure par des sous- goupilles 30 passant à travers des évidements 31 prévus à la périphérie extérieure du flasque 3. A l'état de repos représenté, des espaces correspondant chacun à un angle 0s s'étendent entre les bords laté- raux de chaque évidement 31 et la sous-goupille 30. Les deux plaques latérales 5 sont assemblées en quatre endroits de leur périphérie extérieure par des goupilles d'arrêt 32 passant à travers des évidements 33 prévus à la périphérie extérieure du flasque 3. A l'état de repos représenté, des espaces correspon- dant chacun à un angle 04 s'étendent entre les bords latéraux de chaque évidement 33 et la goupille d'arrêt 32. Le fonctionnement est le suivant. Quand la garniture 7 représentée sur la figure 2 est serrée contre le volant 8 du moteur par le plateau de pression 9, un couple est transmis du volant 8 aux plaques latérales 5 par la garniture 7, de sorte que le disque tourne dans le sens de la flèche R de la figure 1. Ce couple est transmis des plaques latéra- les 5 à l'arbre de sortie 1 par les mécanismes à ressorts 15 et 16, le flasque 3 et le moyeu 2 (figure 2). Lors de cette opération, les mécanismes à ressorts 15 et 16 sont comprimés par une force cor- respondant au couple transmis, de sorte que les pla- ques latérales 5 tournent par rapport au flasque 3 comme expliqué en détail plus loin. Dans une première phase, dans laquelle le couple de torsion est faible, les mécanismes à ressort 16 et les deuxièmes ressorts 22 sont écartés des bords g, f et e des ouvertures 25, 26 et 27, de sorte que seuls les premiers ressorts 21 des mécanismes à ressorts 15 se compriment en grande partie. Dans cette opération, deux premiers ressorts 21 placés en série dans chaque mécanisme à ressorts 15 se compriment. Par conséquent, la rigidité à la torsion est faible et, comme illustré dans la partie a de la figure 3, le taux de croissance du couple transmis en fonction de l'angle de torsion est très faible. Dans cette phase, l'angle de rotation des plaques latérales 5 par rapport au flasque 3 correspond à la somme des longueurs comprimées des deux premiers ressorts 21. Quand l'angle de torsion atteint le double de l'angle i01 (201), les premiers ressorts 21 sont comprimés chacun d'une longueur correspondant à l'angle 01 et les plaques latérales 5 sont décalées de l'angle 01 dans le sens de rotation R par rapport aux deuxièmes ressorts 22, de sorte que les bords e des ouvertures 26 sont en contact avec les sièges 19 des deuxièmes ressorts 22. Par conséquent, dans la deuxième phase qui suit, il ne se produit plus de compression des premiers ressorts arrière 21, situés à l'arrière des deuxièmes ressorts 22 dans le sens de rotation R, c'est-à-dire des ressorts 21 voisins des bords e et des sièges 19 en contact, et seuls les premiers res- sorts avant se compriment. Par conséquent, dans la deuxième phase, comme illustré dans la partie b sur la figure 3, le taux de croissance du couple transmis en fonction de l'angle de torsion est plus grand que la première phase (a). Quand l'angle de torsion atteint la valeur (20, + 02), les deuxièmes ressorts 22 sont décalés de l'angle (01 + 2z) dans le sens de rotation R. Par conséquent, dans la troisième phase qui suit, les premiers ressorts avant 21 ne se compriment plus non plus, et seuls les deuxièmes ressorts 22 se compriment. Par conséquent, comme illustré dans la partie c sur la figure 3, le taux de croissance du couple transmis en fonction de l'angle de torsion est plus grand que dans la deuxième phase (b). Quand l'angle de torsion continue de croître et que les mécanismes à ressort 16 ont tourné de l'angle 03 dans le sens de rotation R avec les plaques latéra- les 5, les mécanismes à ressort 16 viennent en contact avec les bords g des ouvertures 27 du flas- que 3. Dans la quatrième phase qui suit, comme illustré dans la partie d sur la figure 3, le taux de croissance du couple transmis en fonction de l'an- gle de torsion est plus grand que dans la troisième phase (c). Quand l'angle de torsion continue de croître et que les plaques latérales 5 ont tourné de l'angle 04 par rapport au flasque 3, les goupilles d'arrêt 32 vien- nent en contact avec les bords des évidements 33, de sorte qu'aucune torsion n'est plus possible. Au cours de la torsion précédente, dans les phases initiales, les sousplaques 10 sont rendues solidaires en rotation des plaques latérales 5 par la grande force de frottement des éléments de friction 12, et tournent ainsi par rapport au flasque 3, de sorte qu'un frotte- ment se produit sur les éléments de friction 11, qui ont une faible force de frottement, et un faible cou- -25 ple d'hystérésis (non représenté) est ainsi produit dans la première phase a. Dans la deuxième phase b, les bords latéraux e viennent en contact avec les sièges de ressort 19 et la pression de contact croît progressivement, de sorte qu'un couple d'hystérésis h croit progressivement comme représenté sur la figure 3. Dans les phases c et d qui suivent, les sous-plaques ont tourné de l'angle 0s par rapport au flasque 3 et les sous-goupilles 30 viennent en contact avec les bords latéraux des évidements 31 du flasque 3. Par conséquent, les sous-plaques 10 sont liées rigidement au flasque 3 et les plaques latérales 5 tournent par rapport aux sous-plaques 10 et au flasque 3. Par suite, un frottement se produit sur les faces des éléments de friction 12, qui ont une grande force de frottement, de sorte qu'un grand couple d'hystérésis H est ajouté sur la caractéristique d'amortissement. Comme exposé précédemment, dans les opérations-d'amor- tissement, la rigidité d'amortissement (pente) et le couple d'hystérésis changent à certains stades ou phases. Le couple d'hystérésis varie progressivement et de manière continue en fonction de ladite pression de contact. Par conséquent, la vibration du couple est efficacement absorbée dans tout le domaine du couple transmis par le moteur. Selon l'invention, comme expliqué en détail précédem- ment, bien que les espaces correspondant seulement à l'angle 0l soient ménagés entre chaque extrémité du deuxième flasque 22 et les bords latéraux e des ouver- tures des plaques latérales 5, l'angle effectif de torsion A de la première phase a est le double de l'angle 01 de l'espace. Autrement dit, l'angle 01 de l'espace pour la première phase a peut être la moitié de l'angle de torsion A de cette première phase. Ainsi, les angles des espaces pour les deuxième et troisième phases peuvent avoir respectivement les valeurs (el + 02) et 03, qui sont inférieures de la quantité 01 à celles des angles effectifs de torsion B et C. Par conséquent, les longueurs circonférentielles des ouvertures peuvent être inférieures à celles qui correspondent aux angles effectifs de torsion, de sorte que le flasque 3 et les plaques latérales 5 peuvent être plus résistants. Autrement dit, comme les ouvertures peuvent être agencées pour augmenter l'angle maximal de torsion sans réduction importante de la résistance par les ouvertures, on peut obtenir un effet suffisant d'absorption de la vibration du couple. En outre, comme les premiers ressorts 21 ne se compri- ment pas dans les troisième et quatrièmes phases, les longueurs comprimées maximales de ces ressorts 21 peuvent être faibles, de sorte que la rupture de ceux- ci peut être évitée. Dans la forme de réalisation représentée sur les dessins, le disque est conçu de façon que le couple d'hystérésis croisse progressivement, ce qui améliore encore l'effet d'absorption de la vibration du couple. L'invention peut être modifiée de façon telle qu'à l'état de repos, les mécanismes à ressort 16 soient supportés seulement par les ouvertures 28 du flasque 3 et que dans la deuxième phase, les bords latéraux f des ouvertures 25 du flasque 3 soient serrés contre les deuxièmes ressorts 22. Il est clair que des modifications pourraient être apportées à la forme de réalisation qui vient d'être décrite sans pour autant sortir du cadre de la pré- sente invention. REVENDICATIONS 1. Disque amortisseur comprenant un flasque annulaire (3) lié par sa partie périphérique intérieure à un élément de sortie de couple (2), deux plaques latéra- les annulaires (5) liées par leur partie périphérique extérieure à un élément d'entrée de couple (6) et disposées pour pouvoir tourner par rapport au flasque (3), un mécanisme à ressorts (15) pour une opération de torsion douce placé dans des ouvertures (26, 25) des plaques latérales (5) et du flasque (3) pour relier les plaques latérales (5) au flasque(53), et un méca- nisme à ressort (16) pour une opération de torsion dure placé dans des ouvertures (28, 27) des plaques latérales (5) et du flasque (3) pour relier les plaques latérales (5) au flasque (3), caractérisé-par le fait que le mécanisme à ressorts (15) pour l'opération de torsion douce comporte deux premiers ressorts (21), un deuxième ressort (22) placé circonférentiellement en série entre ces deux premiers ressorts (21), et des éléments de coopération (19) placés aux deux extrémi- tés du deuxième ressort (22) et pouvant venir en contact avec des bords (e) des ouvertures (25), une des ouvertures (25, 26) du flasque (3) et de chaque plaque latérale (5) est conçue pour supporter les deux extrémités du mécanisme à ressorts (15) pour l'opéra- tion de torsion douce et ménager des premiers espaces circonférentiels-par rapport à l'élément de coopéra- tion dans un état de repos, et l'autre ouverture du flasque 13) et de chaque plaque latérale (5) est conçue pour supporter les deux extrémités du mécanisme à ressorts (15) pour l'opération de torsion douce et former des deuxièmes espaces circonférentiels plus longs que les premiers par rapport aux éléments de coopération dans l'état de repos. 2. Disque amortisseur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le deuxième ressort (22) du mécanisme à ressorts (15) pour l'opération de torsion douce est un ressort hélicoïdal de compres- sion de grand diamètre, chaque premier ressort (21) est un ressort hélicoïdal de compression de plus petit diamètre que le deuxième ressort (22), les ouvertures (26, 25) des plaques latérales (5) et du flasque (3) pour le mécanisme à ressorts (15) pour l'opération de torsion douce ont une forme semblable à celle de ce mécanisme à ressorts (15), et chaque ouverture a deux bords latéraux (m) situés à une grande distance cir- conférentielle l'un de l'autre pour supporter les extrémités des premiers ressorts (21) et deux bords latéraux (e) situés à une petite distance circonféren- tille l'un de l'autre et agencés pour supporter les éléments de coopération (19). 3. Disque amortisseur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les éléments de coopéra- tion sont constitués d'un siège de ressort (19) de part et d'autre duquel s'appuient les extrémités d'un premier ressort (21) et du deuxième ressort (22).