Brevet FR2593870A1 — publié le 19870807

1. La présente invention concerne un dispositif absor- bant les variations d'un couple destiné à un moteur. Un moteur d'automobile ou d'avion est équipé d'un dispositif absorbant les variations du couple pour la trans- mission d'énergie. L'art antérieur offre un dispositif de cette sorte, par exemple, le dispositif décrit dans les brevets japonais SHO 55-20930, SHO 55-20964 et SHO 56-43176.Le dispositif de l'art antérieur comporte deux éléments d'inertie, c'est-à-di- re une plaque d'entratement qui est reliée en rotation au vilebrequin et un volant qui est relié à un moyen suiveur et est rotatif par rapport à la plaque d'entraînement. Entre la plaque d'entraînement et le volant, un mécanisme à ressort et un mécanisme d'amortissement et de limitation de couple sont installés. Dans ce dispositif, la rotation du vilebrequin est transmise au volant par l'intermédiaire de la plaque d'en- traînement, du mécanisme à ressort et du mécanisme d'amortis- sement et de limitation de couple. Ainsi, la variation du couple est absorbée par le système vibratoire de ces éléments. 2. Cependant, dans le dispositif cité ci-dessus, le mécanisme d'amortissement et de limitation du couple est si- tué radialement à l'extérieur du mécanisme à ressort. Par conséquent, la vitesse de glissement d'une partie coulissante devient élevée. Il en résulte que la durée de vie du disposi- tif se trouvera réduite. En outre, la plaque d'entraînement du dispositif est constituée d'une pièce coulée usinée qui présentera vraisembla- blement des cavités. Par conséquent, il faut réaliser la pla- que avec une certaine épaisseur pour maintenir la résistance structurelle. Il est donc difficile d'obtenir un dispositif compact. La demanderesse a construit un dispositif absorbant les variations du couple, représenté en figure 7, dans le but de résoudre les problèmes venant d'être exposes. Le dispositif d'absorption des variations du couple comporte des éléments d'inertie comprenant une plaque d'en- traînement 902 couplée au vilebrequin du moteur et un vo- lant 906 supporté coaxialement et en rotation par la plaque d'entraînement 902. La plaque latérale 902c de la plaque d'en- traînement 902 est réalisée sous forme d'un élément séparé des corps 902a, 902b de la plaque d'entraînement et est en acier. La plaque en acier est plus fiable en matière de résis- tance que la pièce coulée et peut donc être fabriquée avec une faible épaisseur. Cette plus faible épaisseur permet de réduire la cote axiale de la plaque d'entraînement 902 par rapport à une plaque usinée à partir d'une pièce coulée. La périphérie 902c' de l'ouverture de la plaque laté- rale 902c o le mécanisme à ressort 912 est logé, est cambrée vers l'extérieur dans la direction axiale par une opération sur presse, ou analogue, et le ressort 913 peut être logé même si l'épaisseur de la plaque d'entraînement 902 est réduite. Ainsi, on peut réduire avec succès l'épaisseur de la plaque 902. La flexion de la périphérie 902c' est possible car la plaque la- térale 902c est en acier. Entre la plaque d'entraînement 902 3o et le volant 906 sont interposés un mécanisme à ressort 912 et un mécanisme 915 d'amortissement et de limitation de couple. Dans le dispositif, la partie pouvant coulisser du mécanisme 315 est située radialement à l'intérieur du mécanisme à res- sort 912. Cependant, ce dispositif comporte deux disques menés 916, 916 et le ressort conique 917 disposé entre les deux disques. Cependant, la distance entre le flasque 906d de la plaque menée 906b et le centre de là face extrême iD du mécanisme à ressort 912 est la somme de l'épaisseur de la garniture 916a,de l'épaisseur [t] du disque mené 916 et de la moitié de l'épaisseur [S/2] du ressort conique 917. La présente invention a pour objet de diminuer l'épaisseur de la plaque d'entraînement dans la direction axiale en modifiant sa structure, plus spécialement d'accom- plir cette modification sans provoquer une réduction de la résistance mécanique. La présente invention a pour autre objet de diminuer l'épaisseur du dispositif d'absorption des variations du cou- ple dans la direction axiale en modifiant sa structure, plus spécialement de diminuer la distance dans la direction axiale entre le flasque de la plaque menée et le centre de la face extrême du mécanisme à ressort. Le mécanisme de limitation du couple comporte un disque mené, deux garnitures, une plaque de pression, et un ressort conique disposé entre le flasque de la plaque menée et le volant. Le disque mené est disposé au centre de la face extrême du mécanisme à ressort. La dis- tance entre le flasque de la plaque menée et le centre de la face extrême du mécanisme à ressort est la somme de l'épais- seur de la garniture et de la moitié de l'épaisseur du disque mené. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci- joints dans lesquels: La figure 1 est une vue en coupe prise le long de la ligne I-I de la figure 2 d'un dispositif d'absorption des variations du couple construit selon un premier mode de réa- lisation de la présente invention; La figure 2 est une vue en élévation, en partie en coupe, de la construction interne du dispositif de la figu- re 1; La figure 3 est une vue en coupe d'un dispositif d'absorption des variations du couple selon un second mode de réalisation de la présente invention; La figure 4 est une vue en coupe prise le long de la ligne IVIV de la figure 5 d'un dispositif d'absorption des variations du couple selon un troisième mode de réalisa- tion de la présente invention; La figure 5 est une vue en élévation, en partie en coupe, de la construction interne du dispositif de la figu- re 4; La figure 6 est une vue en coupe d'un dispositif d'absorption des variations du couple selon un quatrième mode de réalisation de la présente invention; La figure 7 est une vue en coupe d'un dispositif d'absorption des variations du couple comportant un mécanis- me d'amortissement et de limitation du couple situé radiale- ment à l'intérieur du mécanisme à ressort. On décrira maintenant, en liaison avec les dessins, un dispositif d'absorption des variations du couple selon un mode de réalisation préféré de la présente invention. En figures 1 et 2, une plaque d'entraîiement; 2 est reliée au vilebrequin du moteur, et la plaque 2 et le vilebre- quin,tournent ensemble. La plaque d'entraînement 2 comporte un corps extérieur 2a ayant la forme d'un anneau, un corps inté- rieur 2b ayant la forme d'un anneau, et des plaques latérales en acier 2c et 2d qui serrent le corps 2a de chaque côté au moyen de rivets 3. La plaque latérale 2c est fixée au corps 2b par des vis 4. Sur la périphérie du corps 2a, une couronne 5 est formée pour permettre le démarrage du moteur. Une saillie 2b' reçoit une force de poussée en provenance d'une butée 7 et évite ainsi que cette force n'agisse sur la plaque 5. latérale 2c. La réalisation en acier de la plaque latérale 2c et la réception de la force de poussée par la saillie 2b' per- mettent de réaliser la plaque 2c sous une faible épaisseur.La plaque 2c présente une ouverture, dont le pourtour est cambré vers l'extérieur dans la direction axiale à un endroit o est logé un mécanisme à ressort 12 (mécanisme de suppression des vibrations par un ressort) qu'on discutera ci-après, et cet- te ouverture peut être obtenue facilement par une opération sur presse. Ainsi, la plaque latérale 2c de la plaque d'entrat- nement 2 est serrée entre le vilebrequin du moteur et le corps intérieur 2b qui fonctionne en guide de butée. Parallèlement à la plaque d'entraînement 2 et ayant le même axe que cette plaque, le volant 6 est monté en rota- tion par rapport à cette plaque et est supporté en rotation par la plaque au moyen de la butée 7. Un axe de positionnement d'embrayage est prévu pour positionner l'embrayage non repré- senté et un trou fileté est ménagé pour le montage du couvercle (non représenté) de l'embrayage. Le volant 6 est divisé en corps 6a et plaque menée 6b de sorte qu'il peut renfermer un mécanisme 15 d'amortissement et de limitation du couple, qu'on décrira ultérieurement. Le corps 6a du volant et la plaque me- née 6b sont reliés ensemble par des boulons 10. Un mécanisme à ressort 12 est prévu entre la plaque d'entraînement 2 et le volant 6. Le mécanisme à ressort 12 est constitué d'un ressort en spirale 13 et de sièges de ressort 14 prévus aux deux extrémités du ressort 13. Le siège 14 com- porte un corps 14a et un morceau de caoutchouc 14b pouvant se déformer avec une constante supérieure à celle du ressort 13. Les sièges de ressort 14 aux deux extrémités du ressort en spi- rale 13 ont une forme identique. Lorsque le disque mené 16 est entraîné vers la plaque d'entraînement 2 au moment de l'action du couple un siège de ressort 14 peut venir en contact avec une extrémité, en saillie vers l'intérieur dans la direction radia- le de la plaque 2, alors que l'autre siège 14 est à même de venir en contact avec une saillie radiale 16b du disque mené 16 du mécanisme 15 d'amortissement et de limitation du couple 6. qu'on décrira ultérieurement. Lorsqu'aucun couple n'agit, il y a un interstice entre au moins l'un des sièges 14 et au moins l'un des éléments 2a et 16b avec lequel le siège 14 est à même de venir en contact. Comme on le voit en figure 1, le mécanisme 15 d'amor- tissement et de limitation du couple est situé radialement à l'intérieur du mécanisme à ressort 12. Le mécanisme 15, qui est porté par le volant 6, comporte un disque mené 16, des garnitu- res 16a, 16a, une plaque de pression 20 et un ressort coni- que 17. Les garnitures 16a, 16a sont disposées sur les deux côtés du disque mené 16; l'une des garnitures 16a, 16a en maté- riau abrasif est en contact avec le flasque de la plaque menée 16b et l'autre garniture avec la plaque de pression 20. La plaque de pression 20 et la plaque menée 6b comportent chacu- ne des plans 20a et 6c pour mordre l'un sur l'autre et tourner ensemble. Le ressort conique 17 est disposé entre la plaque de pression 20 et le corps 6a du volant, car comprimant le dis- que 16 contre le flasque de la plaque menée 6b et la plaque de pression 20. Les vibrations dues aux variations du couple peuvent être amorties par les pertes par frottement par coulis- sement sur les faces des garnitures 16a. La force de poussée exercée par le disque mené 16 contre la plaque de pression 20 et la plaque menée 6b dépend du ressort conique 17. Lorsque le couple est inférieur à la force de frottement qui est fonction de cette force de poussée, le disque mené 16 et le volant 6 tournent ensemble. Lorsque le couple dépasse la force de frot- tement, un glissement relatif se produit entre le disque me- né 16 et le volant 6, libérant la partie du couple dépassant la force de frottement. Le disque mené 16 comporte une sail- lie 16b coupant le centre de la face extrême du mécanisme à ressort 12, et l'épaisseur [T] du disque mené 16 est équivalente à l'épaisseur [2t] des disques menés de la figure 7. Par consé- quent, la distance entre le flasque de la plaque mitenée 6b et le centre de la face extrême du mécanisme à ressort 12 est la somme de l'épaisseur de la garniture 16a et-de la moitié de 7. l'épaisseur [T/2] du disque mené 16. Le mécanisme à hystérésis 18 est situé plus loin, dans le sens radial, à l'intérieur du mécanisme 15 de limita- tion du couple et entre la plaque d'entraînement 2 et le vo- lanL 6. Dans le mécanisme 18, une plaque à hystérésis 19 équi- pée d'une garniture l9a de matériau abrasif est partiellement cambrée et une partie caibrée 19b est montée dans un trou 2e ménagé dans la plaque latérale 2c de la plaque d'entraînement 2, fixant ainsi circonférentiellement la plaque 19 à la plaque d'en- traînement 2. Un ressort conique 19c est installé entre la pla- que 19 et la plaque latérale 2c, comprimant ainsi la garnitu- re 19a de la plaque 19 contre la plaque menée 6b. Le frotte- ment entre la garniture 19a et le volant 6 produit une hystéré- sis. Le couple rotatif du vilebrequin du moteur est trans- mis à la plaque d'entraînement 2 qui tourne en même temps que le vilebrequin, puis au volant 6 via le mécanisme à ressort 12, le mécanisme d'amortissement et de limitation du couple 15 et le mécanisme à hystérésis 18. Par consequent, une petite varia- 2, tion du couple du vilebrequin et les vibrations du moteur peuvent être absorbées par un système vibrant qui comporte le mécanis- me à ressort 12, le mécanisme 15 d'amortissement et de limita- tion du couple, le mécanisme à hystérésis 18 et les éléments d'inertie, c'est-à-dire la plaque d'entraînement 2 et le volant 6. J Dans le but d'absorber effectivement les vibrations se produisant au ralenti d'un moteur, il faut un ressort mou lorsque le déplacement rotationnel relatif entre la plaque d'entraînement 2 et le volant 6 est faible, et un ressort dur pour obtenir un mécanisme à ressort 12 compact lorsque le dépla- cement rotationnel relatif est élevé. En outre, avec un couple supérieur à la valeur nécessaire, il faut pour protéger le train moteur limiter le couple et le transmettre à l'embrayage. Dans ce but, lorsque le couple est faible, l'intersti- ce entre le siège de ressort 14 et le disque mené 16 et la fai- ble force de frottement du mécanisme à hystérésis 18 agis- sent effectivement. Ensuite, lorsque le siège 14 et le disque 8. mené 16 viennent en contact, le ressort 13 se déforme sous l'effet d'un couple plus grand. Avec une nouvelle augmenta- tion du couple, le ressort 13 se déforme plus largement pour provoquer la venue en contact des deux sièges 14; les caout- choucs 14b des sièges 14 se déforment eux-mêmes sous l'effet du couple plus grand. Lorsque le couple augmente et dépasse une valeur spécifiée, un glissement se produit entre le méca- nisme d'amortissement et de limitation du couple 15 et le volant 6, libérant ainsi le couple en excès. De cette manié- re, on peut transmettre le couple au train moteur avec ses variations absorbées effectivement. Dans le second mode de réalisation du dispositif d'absorption des variations du couple représenté en figure 3, un mécanisme 115 d'amortissement et de limitation du couple, qui est porté par le volant 106, comporte un disque mené 116, des garnitures 116a, 116a, une plaque de pression 120 et un ressort conique 117. Les garnitures 116a, 116a sont disposées sur les deux côtés du disque mené 116; l'une des garnitures en matériau abrasif est en contact avec le flasque 106d de la plaque menée 106b, et l'autre avec la plaque de pression 120. La plaque de pression 120 comporte une saillie 120a destinée à être insérée dans un trou 106c du corps 106a du volant et à tourner avec ce corps. Le ressort conique 117 est disposé en- tre la plaque de pression 120 et le corps 106a, de manière à comprimer le disque 116 contre le flasque 106d de la plaque menée 106b et la plaque de pression 120. Le disque mené 116 comporte une saillie 116b passant par le centre de la face ex- trême du mécanisme à ressort 112, et l'épaisseur [T] du disque mené 116 est équivalente à l'épaisseur [2t] des disques menés 916, 916 de la figure 7. Par conséquent, la distance entre le- flasque de la plaque menée 106b et le centre de la face ex- trême du mécanisme à ressort 112 est la somme de l'épaisseur de la garniture 116a et de la moitié de l'épaisseur [T/2] du disque mené 116. Dans le troisième mode de réalisation du dispositif 9. d'absorption des variations du couple représenté en figures 4 et 5, un mécanisme 215 d'amortissement et de limitation du couple qui est porté par le volant 206, comporte un disque mené 216, des garnitures 216a, 216a, une plaque de pression 220 et un ressort conique 217.. La plaque de pression 220 présente une saillie 220a destinée à être insérée dans un évidement 216c entre des saillies dirigées radialement vers l'extérieur 216b et à tourner avec le disque mené 216. L'une des garnitures 216a, 216a est disposée entre le flasque 206d de la plaque menée 206b et le disque mené 216, et l'autre garniture entre le corps 206a du volant et la plaque de pression 220. Le ressort conique 217 est disposé entre le disque mené 216 et la plaque de pression 220 de manière à comprimer le disque mené 216 contre le flasque de la plaque menée 206b et à comprimer la plaque de pression 220 contre le corps 206a du volant. Le disque mené 216 comporte une saillie 216b passant par le centre de la face extrême du mécanisme à ressort 212, et l'épaisseur [T] du dis- que mené 216 est équivalente à l'épaisseur [2t] des disques menés 916, 916 de la figure 7. Par conséquent, la distance entre le flasque de la plaque menée 206b et le centre de la face extrême du mécanisme à ressort 212 est la somme de l'épaisseur de la garniture 216a et de la moitié de l'épaisseur [T/2] du disque mené 216. Dans le quatrième mode de réalisation du dispositif d'absorption des variations du couple représenté en figure 6, un mécanisme 315 d'amortissement et de limitation du couple, qui est porté par le volant 306, comporte un disque mené 316, des garnitures 316a, 316a, une plaque de pression 320 et un ressort conique 317. La plaque de pression 320 présente une saillie 320a destinée à être insérée dans un évidement 316c de la périphérie intérieure du disque mené 316 et à tourner avec le disque mené 316. L'une des garnitures 316a, 316a est disposée entre le flasque 306d de la plaque menée 306b et le disque mené 316, et l'autre garniture est placée entre le corps 306a du volant et la plaque de pression 320. Le ressort conique 317 est disposé entre le disque mené 316 et la plaque o. de pression 320 de manière à comprimer le disque 316 contre le flasque 306d de la plaque menée 306b et à comprimer la pla- que de pression 320 contre le corps 306a du volant. Le disque mené 316 comprend une saillie 31L6b passant par le centre de la face extrême du mécanisme de ressort 312, et l'épaisseur [T] du disque mené 316 est équivalente à l'épaisseur [2t] des disques menés 916, 916 de la figure 7. Par conséquent, la distance entre le flasque de la plaque menée 306b et le centre de la face extrême du mécanis- me à ressort 312 est la somme de l'épaisseur de la garnitu- re 316a et de la moitié de l'épaisseur [T/2] du disque mené 316. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contrai- re susceptible de modifications et de variantes qui apparat- tront à l'homme de l'art. 11. REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'absorption des variations d'un couple, caractérisé en ce qu'il comprend: - une plaque d'entraînement (2) accouplée à un arbre d'entraînement; - un volant (6) monté suivant le même axe que la pla- que d'entraînement et entièrement supporté via un élément de butée (7) sur la plaque d'entraînement; et - un mécanisme à ressort (12), un mécanisme d'amortis- sement et de limitation de couple (15) et un mécanisme à hysté- résis (18) interposés entre la plaque d'entraînement et le vo- lant, le mécanisme d'amortissement et de limitation de couple étant situé radialement à l'intérieur du mécanisme à ressort; - la plaque d'entraînement comportant une paire de plaques latérales en acier (2c, 2d) un corps extérieur (2a) en forme d'anneau assujetti entre la paire de plaques latérales, et un corps intérieur (2b) en forme d'anneau fixé à l'une des plaques, - le volant comportant un corps (6a), une plaque me- née (6b) reliée au corps, et renfermant le mécanisme d'amortis- sement et de limitation de couple; - le mécanisme d'amortissement et de limitation de couple comportant un disque mené (16) et un ressort conique (17) pour comprimer le disque mené contre le corps du volant ou contre la plaque menée; - le disque mené (16) comprenant une saillie (16b) passant par le centre de la face extrême du mécanisme à ressort. 2 - Dispositif d'absorption des variations d'un cou- ple selon la revendication 1, caractérisé en ce que: - le mécanisme d'amortissement et de limitation de couple (15) comporte des garnitures (16a, l6a) et une plaque de pression (20), - l'une des garnitures étant disposée entre un flas- que de la plaque menée et le disque mené, l'autre garniture étant disposée entre la plaque de pression et le disque mené, 12. - le ressort conique (17) étant disposé entre le corps du volant et la plaque de pression, - la plaque de pression étant reliée au volant de manière à tourner avec lui. 3 - Dispositif d'absorption de variation d'un couple selon la revendication 2, caractérisé en ce que: - la plaque de pression (20) est reliée à la plaque menée (6b) par la venue en contact d'un plan(20a) de la péri- phérie intérieure de la plaque de pression avec un plan (6c) de la périphérie extérieure de la plaque menée. 4 - Dispositif d'absorption des variations d'un couple selon la revendication 2, caractérisé en ce que la pla- que de pression (120) est reliée au corps (106a) du volant par l'insertion d'une saillie (120a) de la plaque de pression (120) dans un trou (106c) ménagé dans le corps du volant. - Dispositif d'absorption des variations d'un cou- ple selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanis- me d'amortissement et de limitation de couple (215) compor- tent des garnitures (216a, 216a) et une plaque de pres- sion (220), - l'une des garnitures étant disposée entre un flas- que (206d) de la plaque menée (206b) et le disque mené (216), 1 'autre garniture étant placée entre la plaque de pres- sion (220) et le corps du volant (206a), - le ressort conique (217) étant situé entre la pla- que de pression et le disque mené, - la plaque de pression étant reliée au disque mené afin de tourner avec iui. 6 - Dispositif d'absorption des variations d'un couple selon la revendication 5, caractérisé en ce que la pla- que de pression est reliée à la plaque menée par l'insertion d'une saillie extérieurement radiale (220a) de la plaque de pression (220) dans un évidement (216c) entre des saillies (216b) du disque mené (216). 7 - Dispositif d'absorption des variations d'un 13. couple selon la revendication 5,caractérisé en ce que la pla- que de pression (320) est reliée à la plaque menée (306b) par l'insertion d'une saillie (320a) intérieurement radiale de la plaque de pression dans un évidement (316c) de la péri- phérie intérieure du disque mené (316).