Brevet FR2599800A1 — publié le 19871211

I Amortisseur de vibrations de torsion muni de supports de ressorts La présente invention concerne un amortisseur de vibrations de torsion, en particulier à disposer dans l'ensemble de transmission d'un moteur à combustion interne, constitué d'au moins un premier élément en forme de 5 disque, de deux deuxièmes éléments en forme de disques disposés' de chaque côté dudit premier élément et assemblés fixement et à distance entre eux, de ressorts hélicoïdaux disposés dans des fenêtres des deux types d'éléments en forme de disques, ressorts qui sont disposés tangentiellement autour d'un axe de rotation commun, les- ressorts hélicoïdaux étant comprimés lorsque les 10 éléments en forme de disques sont sollicités par un couple de rotation, avec rotation relative des éléments en forme de disques, et des supports de ressorts étant prévus entre les extrémités frontales des ressorts hélicoïdaux et les bords de butée correspondants des fenêtres, supports qui sont appuyés contre les fenêtres à l'encontre de la force centrifuge, et qui présentent un 15 moyen de centrage pour les ressorts hélicoïdaux et un prolongement, lequel est orienté à l'extrémité radialement extérieure du support de ressort en direction du support de ressort en vis-à-vis. On connaît des supports de ressorts de ce type par le brevet allemand DE-897 209. Toutefois, les supports de ressorts de ce type ne sont pas 20 capables de répondre aux exigences accrues qui leur ont été depuis posées. Ainsi, l'angle de torsion des amortisseurs de vibrations de torsion actuels est nettement plus important, et les régimes de rotation des moteurs à combustion interne sont eux-aussi nettement accrus, de sorte qu'il est nécessaire, par des mesures adéquates, de réduire l'action de la force 25 centrifuge sur les ressorts devenus plus longs. La présente invention a donc pour but d'améliorer les supports de ressorts de manière à obtenir un meilleur guidage des ressorts, permettant notamment de réduire l'usure. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que les prolongements 30 sont configurés en coques sensiblement en forme de cylindres partiels ouverts vers l'axe de rotation, qui présentent, dans le sens circonférentiel, des parties de disques une longueur au moins égale à 25% du développement longitudinal des ressorts hélicoïdaux comprimés au couple de rotation maximal. La configuration du prolongement sous la forme générale d'un cylindre 35 partiel ouvert radialement vers l'intérieur et son développement circonférentiellement relativement important permettent de mieux guider le ressort hélicoïdal et, en présence d'une contrainte de force centrifuge importante, d'éviter le contact entre les différentes spires des ressorts et les fenêtres pratiquées dans le disque de moyeu ou dans les tôles de recouvrement. D'une manière avantageuse, le développement circonférentiel du prolongement atteint entre 25% et près de 50% du développement longitudinal du ressort 5 hélicoïdal comprimé. De la sorte, les régions situés au milieu du ressort sont également protégées contre un mouvement de déport radial excessif sous l'action de la force centrifuge. Selon une première forme de réalisation préférentielle, il est prévu de réaliser, par l'intermédiaire du prolongement, l'appui radial entre le support 10 de ressort et les fenêtres pratiquées dans les éléments en forme de disques. Il est alors opportun d'incliner le prolongement, par rapport à la ligne médiane ou encore à l'axe d'hélice du ressort hélicoïdal, selon un angle qui, autour de l'axe de rotation commun, est légèrement supérieur à l'angle correspondant d'une tangente au cercle de rotation passant par le coin entre le prolonge15 ment et le fond du support de ressort. De la sorte, il est garanti que les parties correspondantes des fenêtres se soulèvent aussitôt à l'écart, sur toute la longueur, lors du mouvement relatif par rapport au support de ressort, ce qui permet de supprimer toute usure entre le support de ressort et les fenêtres. Mais il est aussi possible de réaliser l'appui radial du support de ressort non par l'intermédiaire du prolongement, mais par l'intermédiaire d'une saillie ou encore d'un bossage, disposé sur le côté du fond qui est éloigné du ressort hélicoïdal. De la sorte, il est possible de faire s'étendre le prolongement exactement selon un rayon autour de l'axe de rotation commun, de sorte que 25 le mouvement de déport radial que peut accomplir le ressort hélicoïdal lors de l'action de la force centrifuge est encore plus faible. Dans les deux formes de réalisation, il est particulièrement avantageux de réaliser le prolongement -vu de dessus- incliné par rapport à la ligne médiane du ressort hélicoïdal, et ce à l'opposé de l'allure des spires du 30 ressort hélicoïdal qui se trouve en dessous. De cette manière, il est possible d'obtenir un meilleur guidage radial du ressort hélicoïdal, étant donné que, par rapport à des modes de réalisation selon lesquels le prolongement se termine perpendiculairement à la ligne médiane, on peut ici soutenir des spires situées encore plus en avant. L'invention va être maintenant décrite plus en détails à l'aide de deux exemples de réalisation. Dans le dessin annexé: Figure i est une vue partielle d'un disque d'embrayage muni d'un amortisseur de vibrations de torsion, représentant, pour deux ressorts hélicoïdaux opposés, les supports de ressorts en coupe et les tôles de recouvrement en vue éclatée; Figure 2 est une vue en coupe, selon la ligne II-II de la figure 1, d'un ressort hélicoïdal avec le support de ressort 14; Figures 3 et 4 sont des vues, respectivement en coupe longitudinale et de dessus, du support de ressort 14; et Figures 5 et 6 sont des vues, respectivement en projection et en coupe selon la ligne V-V, du support de ressort 15. Les figures 1 et 2 représentent un disque d'embrayage 1, respectivement en vue partielle et en coupe. Ce disque d'embrayage est disposé d'une manière habituelle dans l'embrayage de démarrage et de changement de vitesse d'un véhicule automobile -équipé d'un moteur à combustion interne. Il est bien évident que l'amortisseur de vibrations de torsion 2, qui est ici 15 disposé dans le disque d'embrayage 1, peut aussi être disposé en dehors du disque d'embrayage, en un autre endroit de l'ensemble d'entraînement et de transmission. Selon la figure 1, l'amortisseur de vibrations de torsion comprend par exemple quatre ressorts hélicoïdaux 12 disposés symétriquement, dont deux, qui se trouvent en vis-à-vis, sont équipés de deux supports de 20 ressorts différents, respectivement 14 ou 15. Les supports de ressorts sont disposés dans les régions terminales mutuellement opposées des ressorts hélicoïdaux 12, et dans les fenêtres correspondantes respectivement 34 ou 35 pratiquées respectivement dans le disque de moyeu 4 ou dans les tôles de recouvrement 5 et 6. Le disque de moyeu 4 est solidaire du moyeu 3, lequel 25 est lié en rotation sur un arbre primaire de boîte de vitesses non représenté. L'ensemble du disque d'embrayage I tourne autour de l'axe de rotation commun 13. Des deux côtés du disque de moyeu 4 sont disposées deux tôles de recouvrement 5 et 6, qui sont assemblées fixement et à distance entre elles par des rivets d'écartement 9. Ces rivets d'assemblage 9 portent 30 simultanément le support de garniture 7, qui est muni dans sa région radialement extérieure de deux garnitures de friction 8. Radialement à l'intérieur des ressorts de torsion 12 sont disposées, entre le disque de moyeu 4 et les tôles de recouvrement 5 et 6, des bagues de friction 1 1 qui produisent une force de friction, et permettent conjointement avec les ressorts de torsion 12 la réalisation de l'amortissement de torsion. Afin de limiter le montant de la torsion, il est prévu, dans la région extérieure du disque de moyeu 4, des évidements 10 qui coopèrent, d'une manière correspondante, avec les rivets d'écartement 9. Le principe de fonctionnement de l'amortisseur de vibrations de torsion 2 dans le disque d'embrayage 1 est le suivant Lors de l'exercice d'un couple de rotation entre les garnitures de 5 friction 8 et le moyeu 3, il se produit une compression des ressorts hélicoïdaux 12. Lors de l'introduction du couple de rotation par l'intermédiaire des garnitures de friction 8, les deux tôles de recouvrement 5 et 6 se déplacent par rapport au disque de moyeu 4, de sorte que les supports de ressorts situés en avant dans le sens de déplacement se soulèvent à l'écart 10 des fenêtres correspondantes du disque de moyeu 4, tandis que le support de ressort situé en arrière dans le sens de déplacement s'appuie contre la - fenêtre du disque de moyeu 4, et soulève les fenêtres des tôles de recouvrement 5 et 6 à l'écart du support de ressort. Si cette sollicitation en couple de rotation a lieu dans la plage des hauts régimes, les ressorts 15 hélicoïdaux 12 et les supports de ressorts sont alors contraints à se déporter radialement vers l'extérieur. Comme on peut le voir aux figures 1, 3 et 4, les supports de ressorts 14 sont soutenus dans le sens radial par l'intermédaire de bossages 23 tant dans les fenêtres du disque de moyeu 4 que des tôles de recouvrement 5 et 6. Ces bossages 23 se trouvent sur le côté du fond 22 du 20 support de ressort qui est éloigné du ressort hélicoïdal 12. Pour la clarté de la représentation, le ressort hélicoïdal n'est pas représenté à la figure 3. Un prolongement 16 s'étend à partir du fond 22, sensiblement en vis-à-vis du bossage 23. Ce prolongement 16 est configuré comme un cylindre partiel en forme de coque, qui est ouvert radialement vers l'intérieur et qui, comme on peut notamment le voir à la figure 2, recouvre le ressort hélicoïdal 12 sur pratiquement la totalité de sa face de projection radiale. Ce faisant, comme on peut notamment le voir à la figure 3, le prolongement 16 s'étend dans sa région radialement la plus extérieure selon un rayon R autour de l'axe de rotation commun 13. A la position de repos, le contour de raccordement 30 radialement intérieur 36 du support de ressort correspond aux dimensions extérieures du ressort hélicoïdal 12. Dans la région terminale du prolongement 16, ce dernier présente sur son contour intérieur un chanfrein 25. Ce chanfrein 25 sert de surface oblique d'introduction de contrainte en présence d'une sollicitation à haut régime et de ressorts hélicoïdaux 12 35 fortement courbés radialement vers l'extérieur. Le support de ressort présente en outre deux nervures 33, qui s'étendent radialement à l'extérieur du prolongement 16 et sont guidées extérieurement tout autour du fond 22. Ces nervures servent à empêcher la torsion du support de ressort et se situent, comme on peut notamment le voir à la figure 2, entre le disque de moyeu 4 et les tôles de recouvrement 5 et 6. Les fenêtres 35 pratiquées tant dans le disque de moyeu que dans les tôles de recouvrement, fenêtres qui sont simplement suggérées en pointillés à la figure 3, sont radialement distantes des prolongements 16, et ce dans la région comprise entre les points de raccordement 24. Ces points de raccordement 24, prévus respectivement entre le prolongement 16 et le fond 22 du support de ressort 14, constituent approximativement le point de transition entre la fenêtre radialement 10 distante 35 et le reste du contour de fenêtre dans la région du bossage 23. Dans cette région, les contours du support de ressort et des fenêtres pratiquées dans le disque de moyeu 4 ou selon le cas dans les tôles de recouvrement 5 et 6 coïncident, car l'appui a ici lieu dans le sens radial. La distance radiale des fenêtres 35 dans la région en pointillés par rapport à 15 l'allure du prolongement 16, allure qui est conforme au rayon R, empêche un contact réciproque lors de la sollicitation en couple de rotation, de sorte que les fenêtres ne sont pas soumises en cette endroit à une usure. Dans le présent cas, le ressort hélicoidal 12 est soutenu et guidé radialement dans les régions des coins intérieurs des supports de ressorts, et son appui radial entre 20 les deux supports de ressorts a lieu par l'intermédiaire des prolongements 16, cylindriquement courbés et ouverts vers l'intérieur. Comme le montrent en outre les figures 3 et 4, les extrémités frontales des prolongemenits 16 sont, vues de dessus, réalisées inclinées par rapport à l'axe d'hélice ou encore la ligne médiane 19 du ressort hélicoïdal 12, et ce selon un angle 9 qui est de 25 préférence incliné à 60 par rapport à la ligne médiane 19. La longueur circonférentielle des prolongements 16 est choisie telle qu'en présence d'un déplacement angulaire maximal, limité par le rivet d'écartement 9 et l'évidement 10, il ne reste qu'un faible interstice entre les deux extrémités frontales des prolongements 16. A la figure 4, cette situation est rendue par 30 la représentation en pointillés du support de ressort de droite 14'. Par la réalisation inclinée des extrémités frontales des prolongements 16 selon une inclinaison opposée à l'allure des spires du ressort hélicoïdal 12, il est possible de soutenir radialement au moins une spire supplémentaire -par rapport à un mode de réalisation avec des extrémités frontales disposées 35 perpendiculairement. Par l'appui direct du ressort hélicoïdal 12 contre la paroi intérieure 28 du prolongement 16 du support de ressort 14, on obtient un déplacement relatif plus faible que lorsque le ressort est directement 25998O00 appuyé dans les fenêtres 35. Le surhaussement représenté à la figure 3 des fenêtres 35 est obtenu par un arc d'un rayon r qui, à partir de l'axe de rotation commun 13, est inférieur au rayon R. Mais il est aussi possible de se contenter de décaler le contour de la fenêtre 35 radialement vers l'extérieur en parallèle. Les figures 5 et 6 représentent un autre exemple de réalisation d'un support de ressort 15, lequel est déjà visible à la figure 1. Ce support de ressort 15 présente un prolongement 17 à contour extérieur cylindrique droit; par ailleurs, selon la vue en coupe V-V, l'inclinaison du prolongement selon 10 l'angle y' est légèrement supérieure à l'inclinaison d'une tangente 21 au cercle de rotation, tangente passsant par le point de raccordement 20 du fond 18 et du prolongement 17. Cette inclinaison légèrement augmentée est avantageuse en matière de diminution de l'usure: dans cet exemple de réalisation en effet, l'appui radial du support de ressort 15 dans la fenêtre correspondante 15 du disque de moyeu ou selon le cas des tôles de recouvrement s'effectue par l'intermédiaire du contour extérieur du prolongement 17, les régions terminales des bords radialement extérieurs de la fenêtre étant également inclinés selon l'angle Y Afin, lors du soulèvement du support de ressort 15, d'assurer dés après un angle de torsion minimal un soulèvement entre le 20 contour de fenêtre 34 selon la figure 1 et le prolongement correspondant 17, cet angle Yest légèrement supérieur à l'inclinaison de la tangente 21 à l'axe de rotation commun 13. Le support de ressort 15 présente en outre un collet 27 qui est orienté en direction du ressort hélicoïdal 12 non représenté. Le ressort hélicoïdal 12 s'appuie dans le sens radial contre ce collet. Ce faisant, 25 il est indifférent que soit prévu un seul ressort hélicoïdal ou que soient prévus par exemple deux ressorts hélicoïdaux emboîtés l'un dans l'autre: dans ce dernier cas, le ressort intérieur s'appuie radialement contre le collet 27, et le ressort extérieur contre le ressort intérieur. Afin d'empêcher la torsion, le support de ressort 15 est équipé de deux doigts 30 qui sont courbés 30 radialement vers l'extérieur à partir du prolongement 17. A cet effet, des entailles 31 sont pratiquées circonférentiellement à partir de la face frontale. Pour ce support de ressort 15, il est à nouveau prévu un chanfrein 26, et ce à la transition entre la paroi intérieure 19 du prolongement 17 et son extrémité frontale. En outre, deux pattes 32 tournées radialement vers l'intérieur sont 3 prévues sur le fond 18, pattes qui servent également à empêcher la torsion et, de la même manière que les doigts 33 selon la figure 2, s'engagent dans les espaces intermédiaires entre le disque de moyeu 4 et les tôles de recouvrement 5 et 6. Un avantage essentiel du support de ressort 15 est à voir en ceci qu'il peut être réalisé en un matériau durcissable, tel par exemple que de la tôle. Il peut ainsi être doté d'une grande dureté superficielle, sans égard aux autres éléments constructifs. Cela permet de réduire considérablement l'usure entre le support de ressort et les éléments en forme de disques qui sont mobiles par rapport à ce dernier. En effet, à la différence du support de ressort, tant les tôles de recouvrement que le disque de moyeu et les ressorts hélicoïdaux ne peuvent pas être forcément réalisés en un matériau présentant une dureté ou encore une dureté superficielle 10 élevée. Ainsi, pour le ressort hélicoïdal, le choix du matériau est prédéterminé par les propriétés élastiques nécessaires, tandis que pour le disque de moyeu et les tôles de recouvrement, il dépend de la résistance, de la capacité d'usinage, etc. Il n'est pas forcément possible de durcir les bords des fenêtres pratiquées dans ces éléments, ou alors cela s'accompagne d'un 15 étirage de l'élément correspondant. En employant par exemple un matériau durcissable pour le support de ressort, le matériau des autres éléments constructifs peut être choisi selon divers critères, sans qu'il faille tenir compte d'une manière notable de l'usure éventuelle à l'endroit dudit support. Le support de ressort 14 selon les figures 3 et 4 est réalisé de 20 préférence en matière plastique, par un procédé d'injection. La matière plastique présente ici elle-aussi le grand avantage d'une faible usure et d'une importante réduction du bruit. Par ailleurs, il est aussi tout-àfait possible de réaliser un tel support de ressort en métal, et ce, par exemple, par extrusion ou par frittage. L'amortisseur de vibrations de torsion selon la figure 1 est représenté muni de supports de ressorts différents. Il est bien entendu qu'il peut aussi être équipé de supports de ressorts d'un seul et même type. REVENDICATIONS 1. Amortisseur de vibrations de torsion, en particulier à disposer dans l'ensemble d'entraînement et de transmission d'un véhicule automobile, avec une première partie de disque (4) rotative autour d'un axe de rotation (13), 5 avec deux deuxièmes parties de disques (11) disposées axialement de chaque côté de la première partie de disque (4) et rotatives par rapport à cette dernière autour de l'axe de rotation (13), qui sont assemblées solidairement à distance axiale entre elles, avec plusieurs ressorts hélicoïdaux (12) circonférentiellement décalés les uns 10 par rapport aux autres, qui sont logés avec un axe d'hélice (19) s'étendant tangentiellement à un cercle de rotation ayant pour centre l'axe de rotation (13) dans des fenêtres axialement correspondantes (34, 35) des parties de disques (4, 11), et qui peuvent être comprimés lors de la rotation relative des parties de disques (4, 11), et avec des supports de ressorts (14, 15) aux deux extrémités frontales des ressorts hélicoïdaux (12), par l'intermédiaire desquels les extrémités frontales sont appuyées contre des bords de butée circonférentiellement en vis-à- vis des fenêtres (34, 35), les supports de ressorts (14, 15) guidant les extrémités frontales radialement dans les fenêtres (34, 35), et présentant sur leurs côtés 20 radialement éloignés de l'axe de rotation (13) des prolongements (16), qui s'étendent au-dessus d'une partie du ressort hélicoïdal (12) vers le support de ressort (14, 15) en vis-à-vis, caractérisé en ce que les prolongements (16; 17) sont configurés comme des coques sensiblement en forme de cylindres partiels et ouvertes vers l'axe de 25 rotation, qui présentent dans le sens circonférentiel des parties de disques (4, 11) une longueur égale à au moins 25% du développement longitudinal des ressorts hélicoïdaux (12) comprimés au couple de rotation maximal. - 2. Amortisseur de vibrations de torsion selon la revendication 1, caractérisé en ce que les prolongements (16; 17) présentent une longueur 30 moyenne égale à près de 50% des ressorts hélicoïdaux comprimés. 3. Amortisseur de vibrations de torsion selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que les côtés terminaux tournés circonférentiellement l'un vers l'autre des prolongements (16) s'étendent obliquement par rapport à l'axe d'hélice (19), avec une pente opposée à la pente du ressort hélicoïdal (12). 35 4. Amortisseur de vibrations de torsion selon la revendication 3, caractérisé en ce que les côtés terminaux s'étendent selon un angle d'environ par rapport à un plan contenant l'axe d'hélice (19). 5. Amortisseur de vibrations de torsion selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les côtés terminaux tournés circonférentiellement l'un vers l'autre des prolongements (16; 17) présentent sur leur côté tourné vers l'axe de rotation (13) un chanfrein (25; 26). 5 6. Amortisseur de vibrations de torsion selon une quelconque des revendications 1 à 5, le support de ressort (14, 15) présentant un fond (18; 22) appuyant le côté frontal du ressort hélicoïdal (12) contre les bords de butée des fenêtres (-34, 35), fond de la région radialement éloigné de l'axe de rotation (13) duquel part en saillie le prolongement (16; 17), caractérisé en ce que le support de ressort (14, 15) est soutenu vis-à- vis des forces centrifuges contre les fenêtres (34, 35) dans la région de la transition du fond (18; 22) dans le prolongement (16; 17). 7. Amortisseur de vibrations de torsion selon la revendication 6, caractérisé en ce que le support de ressort (15) est soutenu dans les coins 15 formés par la transition des bords de butée des fenêtres (34) dans leurs bords radialement extérieurs, et en ce que le prolongement (17), vu dans un plan contenant l'axe d'hélice (19), perpendiculairement à l'axe de rotation (13), fait avec l'axe d'hélice (19) un angle qui est légèrement supérieur à l'angle de la tangente (21) au cercle de rotation de la transition (20), tangente qui 20. passe par la transition (20) du prolongement (17) dans le fond (18). 8. Amortisseur de vibrations de torsion selon la revendication 6, caractérisé en ce que le fond (22) du support de ressort (14) porte dans la région de la transition (20) dans le prolongement (16) une saillie (23) qui s'engage dans des évidements des bords de butée des fenêtres (35) en vue du 25 guidage radial du support de ressort (14), et en ce que le côté radialement extérieur du prolongement (16) est circonférentiellement courbé autour de l'axe de rotation (13), sensiblement selon le rayon (R) de son cercle de rotation. 9. Amortisseur de vibrations de torsion selon une quelconque des 30 revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les prolongements (17) des supports de ressorts (15) présentent dans la région de leurs côtés terminaux circonférentiellement tournés l'un vers l'autre, en vue d'empêcher la torsion, des paires de doigts (30) dégagés par des entailles (31) et courbés radialement vers l'extérieur, doigts qui s'engagent dans les espaces intermédiaires entre la première partie de disque (4) et respectivement une des deuxièmes parties de disques (11). 10. Amortisseur de vibrations de torsion selon la revendication 9, le support de ressort (15) présentant un fond (18) appuyant le côté frontal du ressort hélicoïdal (12) contre les bords de butée des fenêtres (34), fond duquel partent en saillie le prolongement (17) et deux pattes (32) s'engageant des les espaces intermédiaires entre la première partie de disque (4) et les deuxièmes parties de disques (11), caractérisé en ce que les pattes (32) font saillie radialement au-delà du fond (18), vers l'axe de rotation (13). 11. Amortisseur de vibrations de torsion selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que le support de ressort (15) est réalisé par étirage 10 profond de tôle. 12. Amortisseur de vibrations de torsion selon une quelconque des revendications 1 à 8, le support de ressort (14) présentant un fond (22) appuyant le côté frontal du ressort hélicoïdal (12) contre les bords de butée des fenêtres (35), fond duquel part en saillie le prolongement (16), 15 caractérisé en ce que le support de ressort (14) présente, en vue d'empêcher la torsion, des nervures (33) sur le côté éloigné du ressort hélicoïdal (12), nervures qui s'étendent au-dessus du prolongement (16) et du fond (22), et qui s'engagent dans les espaces intermédiaires entre la première partie de disque (4) et les deuxièmes parties de disques (I1). 13. Amortisseur de vibrations de torsion selon la revendication 12, caractérisé en ce que le support de ressort (14) est réalisé en matière plastique. 14. Amortisseur de vibrations de torsion selon une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le ressort hélicoïdal (12) est 25 centré sur la face intérieure du prolongement (16; 17).