Brevet FR2578605A1 — publié le 19860912

La présente invention porte sur un ensemble de volants qui peut absorber la vibration d'une énergie d'entrée. Sur la figure 3, qui est un schéma de structure d'un disque d'embrayage classique, le repère 10 désigne un côté entrée d'énergie depuis un moteur et le repère 12 un côté sortie d'o l'énergie est transmise par exemple à une botte de vi- tesses. Un ressort de torsion de premier étage 14a, un res- sort de torsion de deuxième étage 14b et un ressort de tor- sion de troisième étage 14c sont placés entre le côté entrée Io 10 et le côté sortie 12, et des intervalles angulaires de torsion 14d et 14e sont prévus pour le ressort de torsion de deuxième étage 14b et le ressort de torsion de troisième étage 14c. En outre, un mécanisme générateur de couple d'hys- térésis de premier étage 16a, un mécanisme générateur de cou- ple d'hystérésis de deuxième étage 16b et un mécanisme géné- rateur de couple d'hystérésis de troisième étage 16c sont placés de la même manière que les ressorts de torsion, et des intervalles 16d et 16e sont prévus pour le mécanisme généra- teur de couple d'hystérésis de deuxième étage 16b et le méca- nisme générateur de couple d'hystérésis de troisième étagel6. Dans la réalisation classique précédente, quand l'angle de torsion augmente, comme représenté sur la figure 4,qui repré- sente le couple.transmis T en fonction de l'angle de torsion R, les caractéristiques de torsion vont d'une caractéristi- que de torsion de premier étage Kd1 et une caractéristique d'hystérésis de premier étage Th1 produites par le ressort de torsion de premier étage 14a et le mécanisme générateur de couple d'hystérésis de premier étage 16a à une caracté- ristique de torsion de troisième étage Kd3 et une caracté- ristique d'hystérésis de troisième étage Th3 produites par le ressort de torsion de troisième étage 14c et le mécanisme générateur de couple d'hystérésis de troisième étage 16c. Ces caractéristiques ont cependant les défauts suivants. Il est préférable de réduire au minimum la caractéristique de torsion de premier étage Kd1 à la caractéristique de tor- sion de troisième étage Kd3 pour lutter contre le claquement des dents produit par la botte de vitesses au point mort et le claquement des dents produit par la botte de vitesses et un mécanisme différentiel pendant la marche. D'autre part,il faut fixer la caractéristique de torsion de premier étage Kd1 à la caractéristique de torsion de troisième étage Kd3 à des valeurs élevées pour lutter contre les vibrations à basse fréquence. Par conséquent, il devient nécessaire de fixer la caractéris- tique de couple de la figure 4 suivant une caractéristique Io respective demandée par tout véhicule. En outre, ces dernières années, la demande d'embrayages contrôlant le bruit et la vibration anormaux devient de plus en plus grande, de sorte dans certains cas, il est demandé de fournir simultanément une caractéristique qui ne peut pas être obtenue avec un dispositif classique, telle que les mesures contradictoires contre le bruit et la vibration à basse fréquence anormaux devraient être prises en même temps, comme mentionné ci- dessus. Par conséquent, une technique d'absorption efficace dans un volant des vibrations venant du moteur a été mise au point. Il y a des techniques antérieures dans lesquelles, comme re- présenté sur les figures 5 et 6, un volant auxiliaire 26a et un amortisseur 26b sont montés en série entre un disque d'em- brayage classique 20, un volant 22 et un vilebrequin 24 comme représenté sur la figure 5, et un volant auxiliaire 26a est monté par l'intermédiaire d'un ressort de torsion 26c en parallèle avec le volant 22 comme représenté sur la figu- re 6. Cependant, comme les techniques antérieures précitées ont une capacité insuffisante d'absorption des vibrations, il est opportun de créer un ensemble de volants ayant une meil- leure capacité d'absorption des vibrations. Un but de la présente invention est de fournir un ensemble Z578605 de volants qui puisse absorber efficacement les vibrations provenant d'un moteur. La présente invention porte sur un ensemble de volants com- portant un premier volant fixé à un vilebrequin d'un moteur et engagé et dégagé par un disque d'embrayage, un deuxième volant monté concentriquement au premier volant et ayant une masse déterminée, un mécanisme amortisseur réunissant élasti- quement les deux volants, et un mécanisme d'amortissement à friction qui transmet la sortie du deuxième volant à un moyeu o10 à clavette du disque d'embrayage seulement lorsque ce disque d'embrayage vient en prise avec le premier volant. Le mécanisme amortisseur et le deuxième volant absorbent la fluctuation de rotation du moteur, et à l'état embrayé, le mécanisme d'amortissement à friction fait se joindre le deu- xième volant au moyeu à clavette du disque d'embrayage et le fait interférer avec celui-ci pour absorber la fluctuation de rotation et la fluctuation de couple au moyeu à davette. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de plusieurs formes de réalisation du dispositif de l'invention, faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels, - la figure 1 est une coupe verticale partielle d'un embra- yage utilisé avec la présente invention, - la figure la est un graphique représentant une caractéris- tique d'amortissement, - la figure lb est un schéma de structure du dispositif de la figure 1, - la figure 2 est une coupe verticale d'une autre réalisa- tion, - la figure 2a est une coupe suivant la ligne a-a de la fi- gure 2, - la figure 2b est une vue partielle dans la direction de la flèche b de la figure 2, - la figure 2c est une vue dans la direction de la flèche c de la figure 2a, - la figure 3 est un schéma de structure d'une réalisation classique, - la figure 4 est un graphique représentant la caractéristi- que de torsion de la réalisation classique de la figure 3, et - les figures 5 et 6 sont des chémas de structure d'autres réalisations antérieures. L'embrayage utilisé avec la présente invention est décrit ci- après à l'aide de la figure 1. Sur la figure 1, le repère 30 désigne un vilebrequin de mo- teur. Un premier volant 32 est fixé par un boulon 31a à l'ex- trémité arrière de ce vilebrequin. Une garniture 35a d'un disque d'embrayage 34 est faite pour venir en contact avec une face annulaire 33a du premier volant 32. Un couvercle d'embrayage 35b est fixé à la face arrière du premier volant 32, et un plateau de pression 35e est tenu à ce couvercle d'embrayage 35b des anneaux en fil métallique 35c et un res- sort diaphragme 35d. Le premier volant 32 a une forme approximativement du genre disque, et une gorge annulaire 33b est faite à la partie périphérique extérieure de sa face avant. Un deuxième volant 36 est monté dans cette gorge annulaire 33b de façon à être concentrique au premier volant 32 et à pouvoir tourner libre- ment par rapport à lui. Le deuxième volant 36 a une forme approximativement annulaire ayant un collet 37a à sa partie périphérique intérieure et a une masse déterminée correspondant à la masse d'inertie d'un système de transmission tel que boite de vitesses (non représenté) accouplé à un étage arrière de l'embrayage. Un ressort de torsion 38 (mécanisme amortisseur) constitué d'un ressort hélicoïdal de compression est monté comprimé entre la partie périphérique extérieure du deuxième volant 36 et une partie périphérique intérieure du premier volant 32 afin d'accoupler élastiquement le premier volant 32 au deu- xième volant 36. La constante d'élasticité du ressort de torsion 38 a une va- leur telle que le point de résonance 41a de la caractéristi- que 40 représentant la relation entre Ie2/i|l (valeur abso- lue) et la vitesse de rotation N du moteur soit dans un do- maine de vitesse inférieur à la vitesse de ralenti I, 01 étant la vitesse de variation de la vitesse angulaire du pre- mier volant 32 et 02 la vitesse de variation de la vitesse angulaire du moyeu à clavette de disque d'embrayage 35f. Par conséquent, dans le domaine de vitesse normal supérieur à la vitesse de ralenti 1,!2/ 0îl diminue quand la vitesse de rotation augmente, de sorte que la vitesse de variation 02 de la vitesse angulaire du moyeu à clavette de disque d'embrayage 35f, c'est-à-dire la fluctuation de rotation de la boîte de vitesses, etc., qui est une sorte de vibration, est prévue pour diminuer de façon à devenir pratiquement né- gligeable. Une extrémité d'un doigt 42 est fixée par sertissage à par exemple trois endroits du collet 37a également espacés dans sa direction circonférentielle. Le doigt 42 passe par un trou 33c du premier volant 32 et s'étend vers le côté arrière du disque d'embrayage 34, et une plaque de retenue 44 est fixée également par sertissage à l'autre extrémité du doigt 42. La plaque de retenue ou plaque de support 44 a une forme approximativement annulaire ayant un collet 45a sur son bord périphérique intérieur et retient un ressort ondulé 46 en étant ajustée au bord périphérique intérieur de celui-ci.Une garniture annulaire 48 est fixée à la face du ressort ondulé 46 dirigée vers le disque d'embrayage 34, et la plaque de retenue 44, le ressort ondulé 46 et la garniture 48 sontfaits pour tourner d'un seul bloc avec le deuxième volant 36. Par ailleurs, le trou 33c a la forme d'un arc de cercle centré sur l'axe de rotation 0 du premier volant 32 de façon à per- mettre au deuxième volant 36 de tourner par rapport au pre- mier volant 32 dans la limite d'un angle fixé. La partie périphérique intérieure d'une plaque de pression 50 est fixée à la partie du moyeu à clavette 35f du disque d'embrayage 34 dirigée vers le premier volant 32. La plaque de pression 50 a une forme approximativement annulaire etsa partie périphérique extérieure est faite pour être serrée sur la garniture 48, seulement à l'état embrayé, par déplace- ment axial du disque d'embrayage 34 accompagné d'une opéra- tion d'embrayage-débrayage. Le doigt 42, la plaque de retenue 44, le ressort ondulé 46, la garniture 48 et la plaque de pression 50 forment un méca- nisme d'amortissement à friction qui accouple le deuxième vo- lant 36 au moyeu à clavette 35f seulement lorsque le disque d'embrayage 34 appuie sur la face annulaire 33a. Comme représenté sur la figure lb, qui montre schématiquement la structure d'embrayage mentionnée précédemment, le disque d'embrayage 34 est disposé en parallèle avec le deuxième vo- lant 36 à un étage arrière du premier volant 32. Dans le dis- que d'embrayage 34, un ressort de torsion 35g est monté en parallèle avec un mécanisme générateur de couple d'hystéré- sis 35h. Dans le deuxième volant 36, un ressort de torsion 38 est monté en série avec une garniture destinée à produire un couple d'hystérésis. Le fonctionnement est le suivant. Au moment de l'embrayage, o la garniture 35a est serrée par le plateau de pression e contre la face annulaire 33a du premier volant 32, la force du ressort diaphragme 35d fait glisser le disque d'em- brayage 34 sur un arbre cannelé d'une boite de vitesses (non représentée) vers le premier volant 32 et fait appuyer la plaque de pression 50 sur la garniture 48. Dans ce cas, le ressort ondulé 46 est déformé par la pression de la plaque de pression 50 due à sa propre élasticité, de sorte que la plaque de pression 50 et la garniture 48 sont toujours ser- rées par une force constante et que la force de frottement produite entre elles est toujours maintenue à une valeur constante. Lors de l'embrayage, l'énergie du moteur entrée dans le pre- mier volant 32 est transmise à la boite de vitesses par deux voies, une voie passant par le disque d'embrayage 34 et une voie partant du deuxième volant 36 et passant par la garnitu- re 48 et la plaque de pression 50. Par conséquent, en ce qui concerne le couple (couple moyen + couple fluctuant) transmis du moteur à la botte de vitesses, le couple fluctuant est éliminé par la garniture 48 et le deuxième volant 36 qui est supporté élastiquement par le ressort de torsion 38 de façon à flotter librement, et seul le couple moyen est transmis par le disque d'embrayage 34 à la boite de vitesses. Par conséquent, la fluctuation de rota- tion du moteur et la fluctuation du couple peuvent être pra- tiquement complètement éliminées. L'invention a l'effet suivant. Comme indiqué précédemment, l'ensemble de volants de la présente invention comporte le premier volant fixé au vilebrequin du moteur et engagé et O30 dégagé par le disque d'embrayage, le deuxième volant prévu concentriquement au premier volant et ayant une masse déter- minée, le mécanisme amortisseur réunissant élastiquement les deux volants, et le mécanisme d'amortissement à friction qui transmet la sortie du deuxième volant au moyeu à clavet- te du disque d'embrayage seulement lorsque ce dernier vient en prise avec le premier volant. Par conséquent, le vibra- produite tion/par le moyeu à clavette 35f du disque d'embrayage 34 interposant la plaque de pression 50, etc. peut être amortie et la fluctuation de rotation du moteur et la fluctuation du couple peuvent être éliminées pratiquement complètement par le moyeu à clavette 35f par élimination de la fluctuation de rotation du premier volant 32 au moyen du ressort de torsion 38, du doigt 42 et de la garniture 48. En outre, le deuxième volant 36 a une masse relativement grande qui peut donc être fixée à une valeur optimale pour réduire les niveaux de buit et de vibration anormaux correspondant à la masse d'inertie de la boite de vitesses. Dans la réalisation de la présente invention, il peut être utilisé non seulement le dispositif représenté sur la figu- re 1, mais aussi celui représenté sur la figure 2. Sur cette figure 2, un élément affecté du même numéro que sur la figu- re 1 est identique ou équivalent à l'élement correspondant de la figure 1. Sur la figure 2, le ressort de torsion 38 (ressort hélicol- dal de compression) est monté entre une applique 60 du deu- xième volant 36 et un creux 62 du premier volant 32. Le creux 62 est fait à la partie périphérique extérieure du pre- mier volant 32 à par exemple six endroits également espacés comme représenté sur les figures 2a, 2b et 2c. Le creux 62 est pourvu d'un support de ressort 63a faisant corps avec lui et s'étendant vers l'extérieur radialement. D'autre part, l'applique 60 couvrant un bord d'ouverture du creux 62 est pourvue d'un support de ressort 61a pressé vers l'intérieur radial. Le ressort de torsion 38 est monté com- primé entre les spports de ressort 63a et 61a. L'applique 60 est fixée par une vis 61b au bord périphérique extérieur du deuxième volant 36. Comme représenté sur la figure 2, un boulon 64 vissé dans et fixé au collet 37a du deuxième volant 36 passe par le trou 33c et s'étend vers le c8té disque d'embrayage 34, et une plaque de pression 66 est fixée au côté disque d'embra- yage 34 de ce boulon 64. La garniture 48 qui fait face à la plaque de pression ou pla- que de support 66 est fixée à la plaque de pression 50 mon- tée entre le premier volant 32 et le disque d'embrayage 34, et la partie périphérique intérieure de la plaque de pression est fixée à un moyeu à clavette secondaire 68. Ce moyeu 68 s'ajuste dans une dent extérieure de clavetage 35i du mo- yeu 35f de façon à pouvoir glisser librement dans sa direc- Io tion axiale. Un ressort conique 70 est monté comprimé entre le moyeu secondaire 68 et le moyeu 35f, et la garniture 48 est faite pour être serrée sur la plaque de pression 66 par le ressort conique 70. Le boulon 64, la plaque de pression 66, la garniture 48, la plaque de pression 50, le moyeu secondaire 68 et le ressort conique 70,... forment ensemble le mécanisme d'amortisse- ment à friction. Sur la figure 2b, qui est une vue d'arrière de la plaque de pression 50 et du moyeu secondaire 68, le repère 71 désigne un trou de boulon pour la fixation d'un couvercle d'embraya- ge, le repère 72 un faux trou pour réduire la masse d'iner- tie, le repère 74 une paroi cylindrique pour améliorer la rigidité et le repère 76 un contre-alésage et un trou de boulon pour la fixation du premier volant. En outre, le mécanisme d'amortissement à friction n'est pas limité aux deux réalisations ci-dessus, mais peut avoir une construction pouvant transmettre la sortie du deuxième vo- lant au moyeu du disque d'embrayage seulement lorsque ce dernier vient en prise avec le premier volant. Le frottement considéré dans la présente description comprend tous les phénomènes de frottement tels que frottement à sec, frottement visqueux, etc. Revendications 1. Dispositif de volant d'embrayage comportant un premier volant (32) fixé à un vilebrequin (30) d'un moteur et engagé et dégagé par un disque d'embrayage (34), carac- térisé par le fait qu'il comporte un deuxième volant(36) monté concentriquement au premier volant (32) et ayant une masse déterminée, un mécanisme amortisseur (38) réunissant élastiquement les deux volants, et un mécanis- me d'amortissement à friction (42,44,46,48,50;64,66,48, ,68,70) qui transmet la sortie du deuxième volant (36) à un moyeu à clavette (35f;68) du disque d'embrayage seulement lorsque ce disque d'embrayage (34) vient en prise avec le premier volant (32). 2. Dispositif de volant d'embrayage selon la-revendication 1, dans lequel la masse du deuxième volant (36) est fi- xée à une valeur correspondant à la masse d'inertie d'un système de transmission accouplé à un étage arrière d'un embrayage. 3. Dispositif de volant d'embrayage selon la revendication 1, dans lequel un collet (37a) à paroi relativement mince est fait à la partie périphérique intérieure radia- lement du deuxième volant (36), et un doigt (44;64) fai- sant partie du mécanisme d'amortissement à friction (42,44,46,48,50;64,66,48,50,68,70) est fixé à ce col- let (37a). 4. Dispositif de volant d'embrayage selon la revendication % dans lequel un trou (33c) pour le passage du doigt (42) faisant partie du mécanisme d'amortissement à friction (42,44,46,48,50) est fait à la partie périphérique inté- rieure radialement du premier volant (32), ce trou (33c) ayant la forme d'un arc de cercle centré sur l'axe de rotation (0) du premier volant (32) de façon à permettre au deuxième volant (36) de tourner par rapport au pre- mier volant (32) dans la limite d'un angle fixé. 5. Dispositif de volant d'embrayage selon la revendication 1, dans lequel le mécanisme amortisseur comprend un ressort de torsion (38) qui est monté comprimé entre la partie pé- riphérique extérieure du deuxième volant (36) et une par- tie périphérique intérieure du premier volant (32) pour accoupler élastiquement les deux volants (32,36). 6. Dispositif de volant d'embrayage selon la revendication 5, dans lequel la constante d'élasticité du ressort de tor- sion (38) est fixée à une valeur telle que les vibrations LO transmises du premier volant (32) au moyeu (35f) du dis- que d'embrayage (34) ne produisent pas de résonances dans le domaine de vitesse de rotation supérieur à la vitesse de ralenti du moteur. 7. Dispositif de volant d'embrayage selon la revendication 1, dans lequel un ressort de torsion (38) est placé dans un creux (62) fait sur le bord périphérique extérieur du premier volant (32), un support de ressort (63a) fixé au premier volant (32) et supportant les deux extrémités de ce ressort de torsion (38) est monté dans le creux (62) o et en même temps, un support de ressort (61a) côté deuxiè- me volant (36) supportant les deux extrémités du ressort de torsion (38) est monté dans le creux (62). 8. Dispositif de volant d'embrayage selon la revendication 1, dans lequel le mécanisme amortisseur comprend un doigt(42) traversant la partie périphérique intérieure radialement du premier volant (32) et fixé à un collet périphérique intérieur (37a) du deuxième volant (36), une plaque de support (44) approximativement annulaire prévue à l'ex- trémité côté disque d'embrayage de ce doigt (42), un élé- D ment élastique (46) monté dans et fixé à un collet péri- phérique intérieur (45a) de cette plaque de support (44), une garniture annulaire (48) fixée à la face côté disque d'embrayage (34) de cet élément élastique (46), et une plaque de pression (50) approximativement annulaire qui est fixée au moyeu (35f) du disque d'embrayage (34) de façon à être serrée sur cette garniture annulaire (48) seulement à l'état embrayé. 9. Dispositif de volant d'embrayage selon la revendication 1, dans lequel le mécanisme amortisseur comprend un boulon (64) traversant la partie périphérique intérieure radiale- ment du premier volant (32) et fixé à un collet périphé- rique intérieur (37a) du deuxième volant (36) une plaque de support (66) approximativement annulaire prévue à l'extrémité côté disque d'embrayage (34) de ce boulon (64), une garniture annulaire (48) fixée à la face côté disque d'embrayage (34) de cette plaque de support (66), une pla- que de pression (50) approximativement annulaire montée de façon à pouvoir glisser librement dans la direction axiale du moyeu (68) du disque d'embrayage (34) de façon à être serrée sur la garniture annulaire (48) seulement à l'état embrayé, et un élément élastique (70) serrant cette plaque de pression contre la garniture annulaire. 10.Dispositif de volant d'embrayage comportant un premier volant (32) fixé à un vilebrequin d'un moteur et engagé et dégagé par un disque d'embrayage (34), caractérisé par le fait qu'il comprend un deuxième volant (36) monté concentriquement au premier volant (32) et ayant une mas- se déterminée, un mécanisme amortisseur (38) réunissant élastiquement les deux volants, et un mécanisme d'amor- tissement à friction (42,44,46,48,50) qui transmet la sortie du deuxième volant (36) à un moyeu à clavette (35f) du disque d'embrayage seulement lorsque ce disque d'embra- yage (34) vient en prise avec le premier volant (32) dans lequel la masse du deuxième volant (36) est fixée à une valeur correspondant à la masse d'inertie d'un sys- tème de transmission accouplé à un étage arrière de l'em- brayage, un collet (37a) à paroi relativement mince est fait à la partie périphérique intérieure radialement du deuxième volant (36), un doigt (44) faisant partie du mé- canisme d'amortissement à friction (42,44,46,48,50) est fixé à ce collet (37a),un trou (33c) pour le passage de Z578605 ce doigt (42) faisant partie du mécanisme d'amortissement (42,44,46,48,50) à friction est fait à la partie périphé- rique intérieure radialement du premier volant (32), ce trou (33c) ayant la forme d'un arc de cercle centré sur l'axe de rotation (0) du premier volant (32) de façon à permettre au deuxième volant (36) de tourner par rapport au premier volant (32) dans la limite d'un angle fixé, le mécanisme amortisseur comprenant un ressort de torsion (38) qui est monté comprimé entre la partie périphérique extérieure du deuxième volant (36) et une partie périphé- rique intérieure du premier volant (32) pour accoupler élastiquement les deux volants (32,36), la constante d'é- lasticité du ressort de torsion (38) est fixée à une va- leur telle que les vibrations transmises du premier volant (32) au moyeu (35f) du disque d'embrayage (34) ne produi- sent pas de résonances dans le domaine de vitesse de ro- tation supérieur à la vitesse de ralenti du moteur, ce ressort de torsion (38) étant placé dans un creux (62) fait sur le bord périphérique extérieur du premier volant, un support de ressort (63a) fixé au premier volant (32) et supportant les deux extrémités du ressort de torsion (38) est monté dans le creux (62) et en même temps, un support de ressort (61a) côté deuxième volant (36) sup- portant les deux extrémités du ressort de torsion (38) est monté dans le creux (62), le mécanisme amortisseur comprenant un doigt (42) traversant la partie périphéri- que intérieure radialement du premier volant (32) et fixé à un collet périphérique intérieur (37a) du deuxième vo- lant (36), une plaque de support (44) approximativement annulaire prévue à l'extrémité côté disque d'embrayage de ce doigt (42), un élément élastique (46) monté dans et fixé à un collet périphérique intérieur (45a) de cette plaque de support (44), une garniture annulaire (48) fixée à la face côté disque d'embrayage (34) de cet élé- ment élastique (46) et une plaque de pression (50) appro- ximativement annulaire qui est fixée au moyeu (35f) du disque d'embrayage (34) de façon à être serrée sur cette garniture annulaire (48) seulement à l'état embrayé.