Brevet FR2576381A1 — publié le 19860725

AMORTISSEUR D'OSCILLATIONS DE TORSION La présente invention concerne un amortisseur d'oscillations de torsion pour la phase d'entraînement notamment d'un véhicule automobile et spécifiquement pour un disque d'embrayage ou un volant en plusieurs parties avec plusieurs masses d'inertie rotatives les unes par rapport aux autres. Par le DE-33 23 299, on connaît un disque d'em- brayage pour un embrayage à friction de véhicule automobi- le sur lequel est monté rotatif un disque d'entraînement muni de garnitures de friction et solidaire en rotation du moyeu devant être accouplé à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesse. Le moyeu porte une collerette s'étendant radia- lement, qui est accouplée élastiquement en rotation au dis- que d'entraînement par l'intermédiaire de plusieurs éléments d'amortissement hydrauliques. Chacun des éléments d'amortisse- ment hydrauliques comprend un vérin hydraulique, comportant un piston mobile qui subdivise le vérin hydraulique en deux chambres de pression. Les chambres de pression sont remplies de fluide hydraulique etsontreliées l'une à l'autre par un canal d'étranglement. - Dans les deux chambres de pression sont placés des ressorts de compression hélicoidaux qui visent à assu- rer une liaison élastique du vérin hydraulique et du pis- ton. Le vérin hydraulique, d'une part, et la tige de piston qui sort axialement sur un côté du vérin, d'autre part, sont reliés chacun à la collerette de moyeu et au disque d'entraînement au moyen d'articulations. Le but de la présente invention est de simplifier la construction d'un amortisseur d'oscillations de torsion de ce type.. En particulier, les éléments d'amortissement hydrauliques doivent être conformés de telle sorte qu'ils puissent être mis en place dans des disques d'embrayage et des volants en plusieurs parties usuels d'embrayages à friction de véhicules automobiles sans nécessiter des modifications de construction importantes des pièces de l'embrayage. L'élément d'amortissement hydraulique utilisé dans le cadre de l'invention comprend un vérin hydraulique, qui est divisé en deux chambres de pression par un piston déplaçable dans le vérin hydraulique. Un canal d'étrangle- ment permet un équilibrage de la pression du fluide hydrau- lique contenu dans les chambres de pression lors d'un dé- placement relatif du piston et du vérin hydraulique. Le piston comporte une tige qui sort du vérin des deux côtés de celui-ci en direction axiale. Un tel élément d'amortisse- ment hydraulique peut être mis en place, dans des amortis- seurs d'oscillations de torsion usuels, dans les fenêtres de parties en forme de disque ou de disques latéraux ro- tatifs les uns par rapport aux autres, sensiblement sans modifications sensibles de construction de ces pièces, à la place des ressorts qui étaient mis en place jusqu'à présent en vue d'un accouplement élastique en rotation. Les extrémités de la tige de pistonetdliérnsmtsolicitesde cette façon par les bords tournés l'un vers l'autre en direction périphérique des fenêtres. Les vérins hydrau- liques peuvent comprendre des ressorts supplémentaires, contre lesquels viennent buter les pistons, de sorte que l'amortisseur d'oscillations de torsion peut être-constitué avec une caractéristique de ressort à inflexion. De toute façon, l'invention sera bien comprise et d'autres caractéristiques seront mises en évidence à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé qui en représente, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes de réalisation: - Figure 1 est une vue en coupe longitudinale axiale de la moitié supérieure d'un disque d'embrayage d'un embrayage à friction de véhicule automobile; - Figure 2 est une vue en coupe partielle selon II-II de figure 1 du disque d'embrayage-; Figures 3 à 5 sont des variantes d'un élément d'amortissement hydraulique pouvant être utilisé dans le disque d'embrayage des figures 1 et 2. Les figures 1 et 2 montrent un disque d'embrayage d'un embrayage à friction de véhicule automobile avec un moyeu 1, qui est accouplé, de façon usuelle solidaire en rotation mais déplaçable axialement au moyen d'une denture intérieure 3, avec un arbre d'entrée (non représenté sur le dessin) d'une boîte de vitesse de véhicule automobile qui est monté rotatif autour d'un axe 5. Le moyeu 1 porte une collerette de moyeu 7 soli- daire en rotation et s'étendant essentiellement radialement. Des disques latéraux 9,11 sont disposés axialement des deux côtés de la collerette de moyeu 7, ces disques étant liés l'un à l'autre au moyen de rivets d'écartement 13 ou similaires. Les disques latéraux 9,11 encerclent le moyeu 1 selon un anneau et sont aptes à tourner d'un angle limité par rapport à celui-ci-autour de l'axe de rotation 5. L'un des disques latéraux, enl'occurrence le disque 11, est muni de garnitures de friction d'embrayage 15. Dans plusieurs fenêtres 21 de la collerette de moyeu 7, qui sont réparties en direction périphérique selon un cercle centré autour de l'axe de rotation 5, sont logés des ressorts hélicoi- daux 23 aptes à être sollicités en direction périphérique et qui s'engagent dans des fenêtres des disques latéraux 9,11, qui sont situées en vis-à-vis des fenêtres 21 en direction axiale. Les ressorts 23 sont sollicités élasti-. quement lors de la rotation relative de la collerette de moyeu 7, d'une part, et des disques latéraux 9,11, d'autre part, et réalisent l'accouplement élastique en rotation des disques latéraux 9,11, et avec eux des garnitures de friction d'embrayage 15, avec la collerette de moyeu 7 et, par conséquent, le moyeu 1. En plus des fenêtres 21, d'autres fenêtres 25 situées diamétralement à l'opposé l'une de l'autre, sont prévues dans la collerette de moyeu 7. Dans les fenêtres 25 sont logés des éléments d'amortissement hydrauliques 27, qui seront;décrits plus en détail dans ce qui suit ces éléments 27 dépassent en direction axiale de la colle- rette de moyeu 7 et s'engagent dans des fenêtres 29,31 des deux disques latéraux 9,11 situées en vis-à-vis en direction axiale. Les éléments d'amortissement 27 sont sollicités lors de la rotation relative des disques laté- raux 9,11 et de la collerette de moyeu 7 dans les deux sens de rotation et amortissent les oscillations de torsion entre ces deux parties. Chacun des deux éléments d'amortissement 27 comprend un vérin hydraulique 33 en forme de tube, dont les extrémités en bout sont formées par des couvercles en forme de disques annulaires vissés dans le vérin. Dans le vérin 33 dont l'axe ext tangentiel à un cercle centré sur l'axe de rotation 5, un piston 37 est disposé déplagable axialement. Le piston 37 partage le vérin 33 en deux chambres de pression 39,41 qui qont reliées l'une à l'autre par un canal d'étranglement 43 formé entre la périphérie du piston 37 et l'enveloppe interne du cylindre. Le piston 37 comporte une tige 45 qui sort axialement des deux côtés et de façon étanche à travers les couvercles ; cette tige de piston 45 est maintenue en direction périphérique entre les bords opposés 47 en direction périphérique de la fenêtre 25 de la collerette de moyeu 7. De son côté, le vérin hydraulique 33 vient buter par ses couvercles d'extrémité 35 contre les bords 49 opposés en direction périphérique des fenêtres 29,31 des disques latéraux, respectivement 9, 11. Lors de la rotation relati- ve des disques 9,11 etelacollerette de moyeu 7, le piston 37 est déplacé par rapport au vérin hydraulique 33, ce qui provoque le passage du fluide hydraulique contenu dans les chambres de pression 39,41, de l'une dans l'autre par le canal d'étranglement 43 et l'amortissement du mouvement de rotation des disques latéraux 9,11 par rapport à la collerette de moyeu 7. Dans le vérin hydraulique 33, des piles de rondelles-ressorts 51 sont disposées axialement des deux côtés du piston 37, ces piles de rondellesressorts 51 sont appuyées avec précontrainte de leur côté opposé au piston 37 contre des faces en bout 53 des couvercles , et, de leur côté tourné vers le piston 37 contre des épaulements annulaires 57, orientés en sens inverse l'un de l'autre en direction axiale du vérin, à chaque fois par l'intermédiaire d'une rondelle d'appui 55. Les rondelles d'appui 55 sont déplagables axiale- ment en direction des couvercles 35 à l'encontre de.la for- ce des piles de rondelles-ressorts 51 et constituent pour le piston 37 des butées entre lesquelles celui-ci peut se déplacer sans solliciter les piles de rondelles-ressorts 51 à l'intérieur d'une zone de déplacement angulaire relatif limitée de la collerette de moyeu 7 et des disques laté- raux 9,11. Lorsque la zone de déplacement angulaire relatif est dépassée, les piles de rondelles-ressorts 51 sont solli- citées élastiquement en plus des ressorts 23, ce qui corres- pond à une courbe caractéristique des ressorts avec infle- xion de l'amortisseur d'oscillations de torsion. La tige de piston 45 est protégée contre les souillures par des manchettes élastiques 59 par rapport aux ouvercles 35. Bien que seulement deux éléments amor- tisseurs 27 soient montrés sur la figure 2, un autre'nombre de tels éléments peut être isntallé. De plus, les courses à vide des pistons entre les deux butées en bout élastiques peuvent être différentes d'un élément d'amortissement à un autre. Dans la suite sont décrites des variantes des éléments d'amortissement hydrauliques qui peuvent être installés à la place de l'élément d'amortissement 27 dans un disque d'embrayage selon les figures 1 et 2. La figure 3 montre un élément d'amortissement hydraulique 101 avec un vérin hydraulique 103, qui est également subdivisé en deux chambres de pression 107,109 par un piston 105 déplagable axialement. Un canal d'étranglement 111 en forme d'interstice annulaire, formé entre la périphérie externe du piston 105 et l'enveloppe interne 113 du vérin 103, relie l'une à l'autre les deux chambres de pression 107, 109 remplies de fluide hydraulique. L'élément d'amortissement 101 ne se différencie pratiquement de l'élément d'amortissement 27 que par le dimensionnement du canal d'étranglement 111 qui varie en direction axiale. L'enveloppe interne 113 du vérin hydrau- lique 103 a un contour en forme de tonneau et un diamètre intérieur décroissant axialement vers l'extérieur. De cette façon, le canal d'étranglement 111 se resserre en direction de la position extrême extérieure du piston 105, de sorte que l'effet d'amortissement se renforce progressivement en direction des positions extrêmes. La figure 4 montre un élément d'amortissement 201 qui ne se différencie essentiellement de l'élément d'amortissement 27 que par le fait qu'un piston annulaire 209 est disposé déplaçable axialement dans son vérin hy- draulique 203, en plus du piston 207 apte à être sollicité par sa tige de piston 205. Le piston annulaire 209 entoure le piston 207 en formant un canal d'étranglement 211 et fait saillie par ses faces en bout opposées axialement 213,215 dans les deux chambres de pression 217,219 que le piston 207 délimite axialement dans le vérin hydraulique 203. Des deux côtés du piston 207, en direction axiale, sont de nouveau disposées des piles de rondelles-ressorts 221 correspondant aux piles des rondelles-ressorts 51, et contre lesquelles le piston 207-peut venir buter par l'intermédiaire de rondelles d'appui 223 déplaçables axialement et similaires aux rondelles d'appui 55. Le piston annulaire 209 est fixé axialement des deux côtés et avec élasticité dans les deux sens contre les rondelles d'appui 223, par l'intermédiaire de ressorts ondulés 225 à effet axial. Le fluide hydraulique peut passer d'une chambre de pression dans l'autre, par l'intermédiaire du canal d'étranglement 211, pour des déplacements relatifs comparativement plus lents entre le piston 207 et le vérin hydraulique 203. Lors de déplacements relatifs rapides, l'augmentation de pression dans l'une des chambres de pression produit cependant un déplacement du piston annu- laire en direction de l'autre chambre de pression, à l'encontre de la force de ressort ondulé, ce qui correspond à une augmentation virtuelle du canal d'étranglement et diminue la charge par à-coups de l'élément d'amortissement. La figure 5 montre un élément d'amortissement hydraulique 301 avec deux vérins hydrauliques 303 et 305 distincts mais d'axe commun, et dans chacun desquels un piston respectivement 307,309 est monté déplaçable axia- lement. Les pistons 307,309 sont reliés rigidement l'un à l'autre par une tige de piston 311 commune et séparent chacun leur vérin respectivement 303,'305 en deux chambres de pression respectivement 313,315. Les chambres de pression 313,315 remplies de fluide hydraulique sont reliées les unes aux autres par des canaux d'étranglement de forme annulaire 317,319 à la périphérie des pistons 307-,309. Une pile de rondelles-ressorts 323 est guide, par l'intermédiaire d'une bague de guidage 321, déplaçable axialement le long de la tige de piston 311, entre les vérins hydrauliques 303,305, qui sont déplaçables l'un par rapport à l'autre le long de la tige de piston 311. Un corps de ressort 315,qui entoure la pile de rondelles- ressorts 323, assure une précontrainte de la pile de rondelles-ressorts 323. Les vérins 303,305 sont fermés,sur leurs côtés qui sont situés en direction axiale au voisinage de la pile de rondeiles-ressorts 323,par des couvercles 327, 329 et sont en appui élastique sur des côtés opposés en direction axiale, contre la pile de rondelles-ressorts 323 par des épaulements annulaires 331,333. Une autre pile de rondelles-ressorts respective- ment 335,337 est disposée dans chacun des vérins hydrauli- ques 303,305, axialement entre le fond respectivement 327, 329 et le piston associé respectivement 307,309, chaque pile de rondelles-ressorts 335,337 est en appui en direc- tion axiale d'une part contre le couvercle respectivement 327,329 et, d'autre part, contre le vérin respectivement 303,305 par l'intermédiaire d'une rondelle d'appui respec- tivement 339,341. Les piles de rondelles-ressorts 335,337 ont la même courbe caractéristique de ressort qui est cependant différente de celle de la pile de rondelles- ressorts 323. L'élément d'amortissement hydraulique présen- te donc une courbe caractéristique de ressort à double inflexion. Le mode de fonctionnement de l'élément d'amor- tissement 301 est le suivant, étant supposé que la tige de piston 311 en appui contre la collerette de moyeu du disque d'embrayage est fixe et que les vérins 303,305 en appui contre les disques latéraux du disque d'embrayage sont déplacés vers la gauche dans la figure 5 par les bords des fenêtres des disques latéraux attaquant le vérin 303. Lors du déplacement relatif, le volume de chacune des chambres de pression qui se trouvent axialement à droite respectivement 313,315 est diminué avec amortissement du déplacement relatif, jusqu'à ce que le piston 309 vienne buter contre la rondelle de butée 341 et comprime la pile de rondellesressorts 337, dans la mesure o celle-ci a une raideur plus faible que la pile de rondelles-ressorts 323. De la sorte, le vérin hydraulique 305prend appui, par l'intermédiaire de la pile de rondelles-ressorts de raideur plus grande 323, contre le vérin hydraulique 303. Au furet à mesure que le déplacement relatif augmente, la pile de rondelles-ressorts 323 est également de plus en plus comprimée. Si la pile de rondelles-ressorts 323 a une raideur plus faible que celle de la pile de ron- delles-ressorts 337, la pile de rondelles-ressorts 323 est d'abord sollicitée, puis la pile de rondelles-ressorts 337. Inversement, lors d'un déplacement des vérins 303,305 vers la droite dans la figure 5, les piles de rondelles-ressorts 337 et 323 sont à nouveau déchargées, avant que la pile de rondelles-ressorts 335, et ensuite à nouveau la pile de rondelles-ressorts 323 soient chargées. Les éléments d'amortissement hydrauliques ont été décrits dans ce qui précède en référence au disque d'embrayage d'un embrayage à friction de véhicule automo- bile. L'amortisseur d'oscillations de torsion, qui est for- mé d'une collerette de moyeu et de deux disques latéraux disposés axialement à côté de la collerette de moyeu, peut cependant être également installé dans un volant en plusieurs pièces, formé de deux disques d'inertie de l'em- brayage à friction ou similaire. On conçoit aisément qu'à la place de la pièce d'entrée de l'amortisseur d'oscilla- tions de torsion formée par les disques latéraux dans la figure 1, la collerette de moyeu peut également être prise comme pièce d'entrée, les disques latéraux constituant alors la pièce de sortie de l'amortisseur. REVENDICATIONS 1- Amortisseur d'oscillations de torsion du type comprenant: a) une partie en forme de disque (7) montée rotative autour d'un axe de rotation (5), et comportant plusieurs fenê- tres (25) disposées autour de l'axe de rotation (5), b) deux disques latéraux (9,11) fixés l'un à l'autre et solidaires en rotation, disposés des deux côtés opposés en direction axiale de la partie en forme de disque (7), qui sont rotatifs autour de l'axe de rotation (5) par rapport à la partie en forme de disque (7) et qui pré- sentent des fenêtres (29) situées à peu près en vis-à- vis des fenêtres (25) de la partie en forme de disque (7) en direction axiale, c) au moins un élément élastique (23) disposé dans des fenêtres situées en vis-à-vis en direction axiale de la partie en forme de disque (7) et des disques latéraux (9,11), et qui accouple élastiquement en rotation la partie en forme de disque (7) et les disques latéraux (9,11), d) au moins un élément d'amortissement (27,101,201,301) hydraulique, actif en cas de rotation relative entre la partie en forme de disque (7) et les disques latéraux (9,11), comportant un vérin hydraulique (33;103; 203; 303,305), un piston (37;105;207;307,309) qui est dépla- çable dans le vérin, qui sépare celui-ci en deux cham- bres de pression (39,41;107,109;217,219;313,315), et dont la tige (45;205; 311) sort du vérin de façon étanche, et un canal d'étranglement (43;111; 211;317,319) reliant les deux chambres de pression l'une à l'autre, caractérisé en ce que le vérin hydraulique (33;103;203;303, 305) est disposé dans des fenêtres (25,29,31) situées en vis-à-vis en direction axiale de la partie en forme de disque (7) et des disques latéraux (9,11), avec son axe s'étendant sensiblement tangentiellement à un cercle centré -sur l'axe de rotation (5), et est en appui dans la direction de son axe contre des bords (49) opposés en direction péri- phérique des fenêtres (29,31) des disques latéraux (9,11) et en ce que la tige de piston (45;205;311) sort axialement des deux côtés du vérin hydraulique (33;103;203;303,305> et est en appui contre les bords (47) opposés en direction périphérique de la fenêtre (25) de la partie en forme de disque (7). 2- Amortisseur d'oscillations de torsion selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un élément élasti- que (51;221;335,337) faisant ressort dans la direction de l'axe du vérin est disposé dans levérin (33;103;203;303, 305) sur au moins un côté axial du piston (37;105;207; 307,309), en ce que cet élément élastique est en appui par son extrémité opposée au piston contre le vérin hydrau- lique et en ce qu'il présente une butée (55;223;339,341) pour le piston à son extrémité tournée vers celui-ci, butée relativement à laquelle le piston est déplaçable. 3- Amortisseur d'oscillations de torsion selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une rondelle de butée (55;223;339,341) de forme annulaire déplaçable axialement dans la direction de l'axe du vérin par rapport à la tige de piston et au vérin (33;103;203.303,305), et entourant la tige de piston (45;205;311) est disposée entre l'élément élastique (51;221;335,337) et le piston (37;105;207;307,309), rondelle de butée au moyen de laquelle le piston est apte à être appuyé contre l'élément élastique. 4- Amortisseur d'oscillations de torsion selon la revendication 3, caractérisé en ce que la rondelle de butée (53;223;339,341) et l'élément élastique (51;221;:- 335,337) sont serrés avec précontrainte entre des faces de butées (53,57) tournées l'une vers l'autre en direction axiale du vérin (33;103;203;303,305). - Amortisseur d'oscillations de torsion selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'élément élastique (51;221;335,337) est maintenu entre un épaulement de butée (57) du vérin hydraulique (33;103;203;303,305) et un couvercle d'extrémité (35;327, 329)du vérin, fixé sur ce vérin et entourant la tige de piston (45;205;311). 6- Amortisseur d'oscillations de torsion selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que l'élément élastique est formé par une pile de rondelles- ressorts (51;221;335,337). 7- Amortisseur d'oscillations de torsion selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que des éléments élastiques (51;221) sont prévus axialement des deux côtés du piston (37;105;207) et en ce que le piston est apte à venir alternativement en appui contre ces éléments élastiques. 8- Amortisseur d'oscillations de torsion selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un piston annu- laire (209) entourant le piston (207) est disposé axiale- ment dans le vérin hydraulique (203) entre les éléments élastiques (221), piston annulaire (209) qui est déplaçable élastiquement par rapport au piston (207) dans la direction axiale du vérin et qui est contigu par ses faces en bout axialement opposées (213,215) aux deux chambres de pression (217,219). 9- Amortisseur d'oscillations de torsion selon la revendication 8, caractérisé en ce que le piston annu- laire (209) est maintenu axialement de façon élastique entre deux autres ressorts (225) agissant à l'encontre l'un de l'autre et appuyés contre le vérin (203). - Amortisseur d'oscillations de torsion selon la revendication 9, caractérisé en ce que les ressorts (225) sont moins raides que les éléments élastiques (221) et sont appuyés par l'intermédiaire de ceux-ci contre le vérin (203). 11- Amortisseur d'oscillations de torsion selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que les ressorts sont conformés en ressorts ondulés (225). 12- Amortisseur d'oscillations de torsion selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les éléments d'amortissement sont disposés par paire dans les fenêtres (25,29), les pistons (307,309) de chaque paire ayant une tige de piston (311) commune et les vérins hydrauliques (303,305) étant déplagables axialement l'un par rapport à l'autre et en ce qu'un autre élément élastique (323) est disposé axialement entre les vérins (303,305), élément (323) au moyen duquel les vérins hydrauliques (303;305) sont en appui élastique l'un contre l'autre. 13-Amortisseur d'oscillations de torsion selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'autre élément élastique (323) est guidé radialement sur la tige de piston (311) et en ce qu'il est maintenu précontraint entre des faces de butée orientées à l'opposé l'une de l'autre en direction axiale d'un bottier (325). 14- Amortisseur d'oscillations de torsion selon les revendications 12 ou 13, en liaison avec l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que l'élément élastique (335,337) disposé dans le vérin hydraulique (303,305) est situé sur le côté du piston tourné du côté de l'autre piston (307,309). 15- Amortisseur d'oscillations de torsion selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le canal d'étranglement (43;111;211;317,319) est prévu entre la périphérie du piston (37;105;207;307, 309) et une paroi de vérin (113) entourant le piston. 16- Amortisseur d'osicllations de torsion selon la revendication 15, caractérisé en ce que la paroi de vérin (113) entourant le piston (105) est voûtée en forme de tonneau.