Brevet FR2604503A1 — publié le 19880401

1. La présente invention concerne un dispositif pour absorber des variations d'une force tournante ou couple pour en permettre la transmission sans à-coups entre un arbre d'entraînement, tel que l'arbre de sor- tie d'un moteur d'automobile et un arbre mené. Des dispositifs du type auquel appartient la présente invention sont décrits, par exemple dans le mé- moire du brevet japonais publié n 57739/1980 et la de- mande de brevet japonais n 174452/1984. Ces dispositifs sont efficaces à certaines vitesses de rotation d'un vé- hicule par exemple, si leur fréquence propre peut rester au-dessous de la vitesse de ralenti du moteur. Cependant, cela nécessite la présence d'un jeu présentant un cer- tain angle pour obtenir un vaste angle de torsion. Le dispositif amortisseur qu'un tel disposi- tif de l'art antérieur comporte ne peut produire qu'un angle de torsion limité. Il est, par conséquent, 2. nécessaire de prévoir un premier stade de jeu ayant un angle de très loin supérieur à celui qui est normalement nécessaire. Cependant, si le jeu a un angle de valeur éle- vée, la marche et l'arrêt de l'accélérateur à un couple d'environ O kg-m se traduisent par le ferraillement du différentiel ou les trépidations du véhicule. On préfè- re disposer d'une hystérésis importante pour absorber de telles situations. D'autre part, on préfère avoir une faible hystérésis pour absorber les fines vibrations se produisant lorsque le moteur fonctionne au ralenti, ou lors d'une lente accélération du vehicule. La présente invention a pour objet un disposi- tif perfectionné absorbant les variations du couple, qui ne souffre pas des inconvénients des dispositifs de l'art antérieur venant d'être exposés. Cet objet est at- teint avec un dispositif comprenant un mécanisme d'hys- térésis, un mécanisme amortisseur et un mécanisme limi- teur de couple, qui sont disposés entre deux corps iner- tiels rotatifs, concentriques, séparés, caractérisé en ce qu'une multitude de corps élastiques définissant le mécanisme amortisseur sont disposés en série entre les corps inertiels, le dispositif comprenant en outre une multitude d'éléments de frottement et une multitude de disques flottants montés entre les corps inertiels de façon que les disques flottants puissent créer une peti- te hystérésis par l'intermédiaire des éléments de frot- tement et agissent sur au moins l'un des corps lors de la contraction de ces derniers afin d'absorber toute va- riation du couple de faible valeur. Le nombre de chacun des disques flottants et des éléments de frottement correspondants est de préfé- rence égal à celui des corps élastiques définissant le mécanisme amortisseur moins un. La présente invention sera bien comprise lors 3. de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci-joints dans lesquels: La figure 1 est une vue avant en élévation, en partie en coupe, d'un dispositif absorbant les varia- tions du couple selon la présente invention; La figure 2 est une vue en coupe prise le long de la ligne II-II de la figure 1; La figure 3 est un graphique des caractéristi- ques du dispositif en matiere de torsion; et La figure 4 est une vue en coupe, à grande échelle, d'un mécanisme limiteur de couple dans un dis- positif selon un autre mode de réalisation de l'inven- tion. En figures 1 et 2, on a représenté un disposi- tif selon la présente invention. Un jeu constitué de ressorts en spirale 51 à 53 et de sièges 10 pour les ressorts est disposé entre une plaque d'entraînement 1 présentant une fenêtre 16 et une plaque d'entraînement 2 comportant une fenêtre correspondante 17. Les éléments précédents sont disposés en série entre les fenêtres 16 et 17. Les ressorts 51 à 53 sont maintenus entre l'ex- trémité 12 de la fenêtre ménagée dans la plaque d'entraî- nement 2 et l'extrémité 19 de la fenêtre pratiquée dans la plaque d'entraînement 1. Un disque flottant 42 compor- te un bras 12 maintenu entre les ressorts contigus 51 et 52 et un autre disque flottant 41 a un bras 11 main- tenu entre les ressorts contigus 52 et 53. Les disques 41 et 42 sont constitués chacun d'un anneau situé radia- lement à l'extérieur des ressorts en spirale 51 à 53. Les disques flottants 41 et 42 ont le même axe et un élément de frottement 9 est disposé entre eux. Un autre élément de frottement 9 est placé entre une plaque flottante 3 et le disque flottant 41. Un autre élément de frotte- ment 9 est disposé entre le disque flottant 42 et la pla- que d'entraînement 2. 4. Les éléments de frottement 9 ont un coefficient de frottement très faible correspondant à celui des dis- ques agissant sur les ressorts 51 à 53. Un ressort bombé 18 est disposé entre la plaque d'entraînement 1 et la plaque flottante 3. La plaque flottante 3 est mobile dans le sens axial, mais non dans le sens circonféren- tiel ou dans le sens radial, du dispositif. La plaque d'entraînement 2 et la plaque flottante 3 sont mobiles avec un corps inertiel 6 sur le côté d'entraînement. Les disques flottants 41 et 42 sont annulaires et entourent les corps élastiques 51 à 53. Les bras 11 et 12 des disques 41 et 42 forment un réseau circulai- re et leur nombre est égal à celui des bras 15 du dis- que entraîné. Le bras 15 comporte une saillie 15a diri- gée circonférentiellement qui est espacée d'un évidement contigu 53b dirigé circonférentiellement dans un organe de retenue 53a pour le ressort 53 suivant un angle a de course morte en matière de torsion, mais qui peut venir en contact avec celui-ci lors de leur rotation relati- ve. Cet angle est également indiqué en figure 3. La sortie d'un moteur à combustion interne (non représenté) est transmise au corps inertiel 6 par un arbre d'entraînement 20. (a) Si le couple reçu par le corps 6 est in- férieur au couple d'hystérésis dûi à un mécanisme d'hys- térésis 8, seul le bras 15 du disque entraîné se dépla- ce d'une très petite quantité à l'intérieur de l'angle a comme cela est illustré en figure 3; (b) Si le couple reçu par le corps 6 n'est ni inférieur au couple d'hystérésis dû au mécanisme 8 ni supérieur au couple d'hystérésis provoquant le mouvement du disque flottant 41 seul, le bras 11 de ce disque reste au repos par rapport au déplacement de la plaque d'entraînement 2. Le couple d'hystérésis pour l'ensemble n'est produit que par le mécanisme d'hystérésis 8 et 5. seul le ressort en spirale 53 fonctionne, comme indiqué en 21 de la figure 3; (c) Si le couple reçu par le corps 6 est égal ou supérieur à la plage décrite en (b) ci-dessus et est égal ou inférieur au couple d'hystérésis déplaçant les deux disques flottants 41 et 42, le bras 11 du disque 41 se déplace et agit sur le ressort en spirale 52. Le bras 12 du disque 42 reste au repos par rapport au bras ll.Le couple d'hystérésis pour l'ensemble est égal au couple pro- duit par le mécanisme d'hystérésis 8 plus le couple né- cessaire pour déplacer le disque flottant 41. Les res- sorts en spirale 53 et 52 agissent en série, comme cela est indiqué en 22 de la figure 3; (d) Si le couple reçu par le corps 6 est égal ou supérieur à la plage décrite en (c) ci-dessus, le bras 12 du disque flottant 42 se déplace et agit sur le ressort en spirale 51. Le couple est, alors, transmis du bras 15 du disque entraîné à une plaque 14 par l'intermédiaire des ressorts 53, 52 et 51. Alors,il est transmis au corps inertiel 7 sur le côté mené par l'intermédiai- re d'un élément de frottement 13 d'un limiteur de cou- ple. Le couple d'hystérésis pour l'ensemble est main- tenant égal au couple produit par le mécanisme d'hys- térésis 8 plus le couple qui est nécessaire au dépla- cement des deux disques flottants 41 et 42. Les trois ressorts en spirale 53, 52 et 51 agissent en série les uns avec les autres, comme indiqué en 23 de la figure 3. En cas de résonance, le limiteur de couple 13 fonctionne pour fournir un vaste angle de torsion, comme représenté en 24 de la figure 3. Une amplitude spécifique d'hystérésis dépen- dant du degré de la variation du couple est produite pour permettre l'absorption effective de toute vibra- tion en torsion, quelle que soit sa valeur. En outre, 6. la capacité de transmission du couple du mécanisme limi- teur et celle du mécanisme flottant peuvent être réglées à des valeurs différentes en conformité avec la valeur de l'hystérésis qui est nécessaire. On se reportera maintenant à la figure 4 qui illustre un autre mode de réalisation de la présente in- vention. Un ressort 32 est disposé entre deux disques annulaires flottants 31. Les disques sont supportés en ro- tation par une entretoise 35 qui est elle-même supportée en rotation par une plaque menée 36. Ils sont disposés entre deux disques menés 41 et 42 qui sont supportés en rotation par la plaque menée 36. Un élément de frot- tement 33 est placé entre l'un des disques flottants 31 et le disque mené 41. Un autre élément de frottement 33 est disposé entre l'autre disque flottant 31 et le dis- que mené 42. L'entretoise 35 est fixée aux disques menés 41 et 42. Un élément de frottement 61 est placé entre le disque mené 41 et la plaque menée 36. Un autre élé- ment de frottement 61 est disposé entre le disque me- né 42 et une plaque 37 de volent. La plaque 37 est reliée à un volant 39 de sorte qu'elle peut être mobile axiale- ment, mais non circonférentiellement ni radialement. Un ressort bombé 38 est disposé entre la plaque 37 et le volant 39. Le couple est appliqué au disque mené 41 par l'intermédiaire des disques flottants 31 et de trois ressorts en spirale 40 qui sont disposés en série. Il est transmis du disque mené 41 au disque mené 42 par l'intermédiaire de l'entretoise 35 et du disque mené 42 au volant 39 par l'intermédiaire de l'élément de frot- tement 61 et de la plaque 37. La transmission du couple s'effectue indépendamment du mécanisme flottant et le dispositif est fonctionnellement identique à celui des figures 1 et 2. Selon la présente invention, les éléments de 7. frottement ayant des coefficients de frottement appro- priés et les disques flottants correspondants sont dispo- sés entre les mécanismes amortisseurs contigus (ressorts en spirale), et les ressorts en spirale sont disposés en série entre les corps inertiels. Cet agencement permet d'obtenir un vaste angle de torsion et une hystérésis de valeur élevée, ainsi qu'une hystérésis de très faible valeur, et élimine par conséquent la nécessité d'un grand angle de course morte pour la torsion. L'hystéré- sis de valeur élevée évite le ferraillement du différen- tiel et les trépidations du véhicule, alors que l'hysté- résis de très faible valeur évite les vibrations fines à l'origine d'un bruit désagréable. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. 8. REVENDICATIONS 1 - Dispositif absorbant les variations d'un couple, comprenant un mécanisme d'hystérésis (8), un mécanisme amortisseur et un mécanisme limiteur de couple disposés entre deux corps inertiels concentriques et ro- tatifs, séparés, caractérisé en ce qu'il comprend une multitude de corps élastiques (51-53) définissant le mé- canisme amortisseur et disposés en série entre les corps inertiels, une multitude d'éléments de frotte- ment (9) et une multitude de disques flottants (41, 42), les éléments de frottement et les disques flottants étant prévus entre les corps inertiels de sorte que les dis- ques flottants peuvent créer une hystérésis de très faible valeur par l'intermédiaire des éléments de frot- tement et agir sur au moins l'un des corps élastiques lors de la contraction de ces derniers pour absorber les fines vibrations du couple. 2 - Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le nombre des disques flottants et celui des éléments de frottement est égal au nombre des corps élastiques moins un. - 3 - Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que les disques flottants sont placés radia- lement à l'extérieur du mécanisme amortisseur. 4 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les disques flottants sont placés radialement à l'intérieur du mécanisme amortisseur. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme amortisseur comprend une multitude d'ensembles amortisseurs entre un premier ensemble et un n-ème ensemble, le premier ensemble étant destiné à absorber toute variation du couple (T) si cet- te variation est inférieure à une première valeur pré- déterminée (T1), le premier ensemble et un second en- semble étant destinés à absorber la variation si elle 9. est comprise entre la première valeur prédéterminée (T1) et une seconde valeur prédéterminée (T2) supérieure à la première, alors que le premier ensemble, le second ensemble, etc. le (n-l)-ème ensemble et le n-ème ensemble absorbent la variation si elle est comprise entre une (n-l)ème valeur (Tn_1) et une n-ème valeur prédéterminée (T n) qui est supérieure à la valeur Tn1.