Brevet FR2602839A1 — publié le 19880219

I "Amortisseur de vibrations de torsion" La présente invention est relative à un amortisseur de vibrations de torsion notamment pour un disque d'embrayage de véhicule automobile. On connaît par la demande de brevet allemand 31 47 717 un amor5 tisseur de vibrations de torsion d'un disque d'embrayage à friction de véhicule automobile, dont les ressorts hélicoïdaux, disposés dans les ouvertures d'un élément d'entrée monté tournant sur l'axe d'embrayage et d'un élément de sortie décrivant un mouvement de rotation par rapport à l'élément d'entrée, assurent l'accouplement, flexible en rotation, de 10 l'élément d'entrée avec l'élément de sortie. Les ressorts hélicoïdaux ont un profil cylindrique à spires en fil d'acier de diamètre constant. Dans le but d'obtenir une caractéristique de ressort progressive, chacun des ressorts hélicoïdaux comporte au moins deux spires à pas différent. De cette manière on obtient, que la tension du ressort augmente progres15 sivement avec l'allongement. Un faible mouvement de rotation entre l'élément d'entrée et l'élément de sortie produit une faible tension du ressort, tandis qu'elle augmente de manière proportionnellement supérieure lors d'un mouvement de rotation relativement important. L'invention a pour but de réaliser un amortisseur de vibrations 20 de torsion d'un coût de construction particulièrement faible pour les embrayages de véhicule automobile, en utilisant des ressorts progressifs. Dans le cadre de l'invention, le diamètre du fil d'acier à l'aide duquel sont réalisés les ressorts hélicoïdaux assurant l'accouplement, flexible en rotation, de l'élément d'entrée avec l'élément de sortie, varie 25 sur plusieurs spires progressivement d'un premier diamètre à un deuxième diamètre. De ce fait, on obtient une caractéristique tension/allongement de progressivité élevée, ce qui présente un avantage considérable en vue de l'amortissement de bruits dans la phase d'entraînement d'un véhicule automobile. Compares aux ressorts traditionnels, les ressorts de concep30 tion conforme à l'invention ont, à allongement égal, une tension d'environ % supérieure, ou bien, ils atteignent, à tension égale, un allongement d'environ 40% supérieur. Les ressorts utilisés sur l'amortisseur de vibrations de torsion conforme à l'invention, peuvent être dimensionnés sans problèmes de sorte que toute section transversale du ressort peut être 35 sollicitée jusqu'à la limite d'élasticité, ce qui a pour effet, que la quantité de fil d'acier nécessaire est réduite au minimum. Dans ce but, on réduit le diamètre du fil d'acier progressivement par usinage. Ainsi, on élimine des inégalités de surface éventuelles sur le matériau en fil d'acier, tout en augmentant la qualité du ressort hélicoïdal. Etant donné que les ressorts hélicoïdaux peuvent être construits tout simplement avec un profil identique aux ressorts des amortisseurs de vibrations de torsion traditionnels 5 peuvent également être équipés sans problèmes de ressorts hélicoïdaux progressifs. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer: Figure 1 est une vue en coupe longitudinale schématique passant par l'axe d'un disque d'embrayage d'un embrayage à friction de véhicule automobile; Figure 2 est une vue en coupe longitudinale montrant un ressort hélicoïdal utilisé dans le disque d'embrayage de figure I; Figure 3 est un diagramme décrivant la caractéristique progressive de ressort obtenue par les ressorts du genre représenté sur figure 1 Figures 4 à 9 représentent des variantes de ressorts hélicoïdaux, pouvant être utilisés à la place des ressorts de figure 2, dans le disque d'embrayage de figure I. Le disque d'embrayage représenté schématiquement sur la figure 1 comprend un moyeu 1, rendu solidaire en rotation, par l'intermédiaire de cannelures intermédiaires 3, d'un arbre d'entrée non représenté de la boîte à vitesses d'un véhicule automobile, tournant sur un axe 5 mais apte à se déplacer axialement sur cet arbre. Le moyeu I est pourvu 25 d'une collerette de fixation 7 dépassant radialemrnent. De chaque côté de la collerette 7, sont disposés des plateaux latéraux 9,11, fixés l'un à l'autre par des rivets entretoises 13 pour former un ensemble monté tournant sur l'axe 5 par rapport au moyeu 1. Sur le plateau latéral 9 est fixé un support de garniture 15 pourvu de garnitures de friction pour 30 embrayages 17. La collerette 7 présente plusieurs ouvertures 19 décalées les unes par rapport aux autres dans le sens circonférentiel, dont chacune contient un ressort hélicoïdal 25. Les plateaux latéraux 9,11, sont pourvus d'ouvertures 21 ou 23 qui correspondent axialement à chacune des ouvertures 19 et dans lesquelles est engagé le ressort hélicoïdal 25. Les extré35 mités du ressort hélicoïdal 25 orientées dans le sens circonférentiel de la collerette 7, coopèrent avec les côtés opposés voisins des ouvertures 19, 21 et 23 et assurent l'accouplement, flexible en rotation, des plateaux latéraux 9, 11, et, de ce fait, des garnitures de friction 17, avec la collerette 7 et le moyeu 1. Entre la collerette 7 et les plateaux latéraux 9,11, sont montés des anneaux de friction 27,29, qui produisent par l'intermédiaire de res5 sorts à action axiale non représentés, un couple de rotation à friction entre la collerette 7 et les plateaux latéraux 9,11 en vue d'amortir de manière traditionnelle les vibrations de torsion entre ces éléments. Les ressorts hélicoïdaux utilisés dans l'amortisseur à vibrations de torsion du disque d'embrayage suivant la figure 1, ont une forme visible 10 dans la coupe longitudinale médiane du ressort de la figure 2. Les ressorts hélicoïdaux 25 ont un profil extérieur cylindrique et sont construits en fil d'acier rond, dont le diamètre diminue progressivement d'un diamètre maximal D à une extrémité du ressort jusqu'à un diamètre minimal d à l'extrémité opposée du ressort. Une partie de la première et de la 15 dernière spire 31 ou 33 du ressort 25 est aplatie de la manière propre aux ressorts hélicoïdaux. Le pas T de chaque spire, mesuré dans l'axe médian du fil d'acier, reste constant sur tout le ressort. Le ressort du genre représenté sur la figure 2 possède une caractéristique de ressort progressive. La figure 3 montre avec une courbe A 20 la dépendance linéaire de la tension F de l'allongement S sur un ressort hélicoïdal traditionnel, à pas constant dont le fil constitutif possède un diamètre constant. La tension F augmente de manière linéaire avec l'allongement S. Par un dimensionnement approprié du diamètre minimal d du fil, du diamètre maximal D et du pas T, on peut obtenir des caracté25 ristiques de ressort progressives. En particulier, on peut obtenir qu'à faible allongement S, la tension du ressort n'augmente que faiblement par rapport à la caractéristique linéaire A afin d'atteindre cependant une tension supérieure à la caractéristique A pour un allongement plus important. La caractéristique du ressort peut être mesurée de manière 30 à obtenir, à allongement maximal égal, une tension maximale supérieure (courbe B), ou bien, à tension maximale égale, un allongement maximal supérieur (courbe C). A allongement maximal égal, on peut obtenir une tension de 35% supérieure, tandis qu'à tension maximale égale, l'allongement peut être de 40% supérieur. De cette manière, on obtient un gain 35 de place important à l'intérieur du disque d'embrayage. On peut notamment économiser la place libre nécessaire dans les ouvertures des amortisseurs de vibrations de torsion traditionnels à caractéristique progressive. Ci-après, sont décrites des variantes d'exécution de ces ressorts hélicoïdaux, qui peuvent remplacer le ressort 25 dans l'amortisseur de vibrations de torsion du disque d'embrayage de la figure 1. La figure 4 montre un ressort hélicoïdal 25a, qui diffère du ressort 5 25 de la figure 2 pour l'essentiel en ce que le diamètre du fil constitutif ne varie pas progressivement sur toutes les spires du ressort, mais après plusieurs spires en fil d'acier de diamètre maximal D constant. Cependant, le pas T de chaque spire est également constant sur ce ressort. L'exemple préférentiel illustré par la figure 4 montre un ressort 10 à 4 spires 1/2, dont les deux premières spires ont, au niveau de l'extrémité de droite sur cette figure, un diamètre de fil maximal D qui est égal au quart de la longueur L du ressort Y. Le diamètre du fil qui suit directement les deux spires d'entrée à diamètre maximal D, diminue progressivement jusqu'à un diamètre minimal d, qui est égal à un cinquième ou 15 un sixième de la longueur L du ressort. La longueur L du ressort est, quant à elle, 1,1 à 1,2 fois supérieure au diamètre extérieur DA du ressort. La figure 5 montre un ressort hélicoïdal 25b, dont la différence avec le ressort 25a de la figure 4 réside, pour l'essentiel dans le fait que les spires en fil d'acier à diamètre maximal D ont un pas T1 supérieur 20 au pas T2 des spires en fil de diamètre minimal d. Le pas entre la première spire en fil de diamètre d et la dernière en fil de diamètre D est de préférence égal à T2. Le ressort hélicoïdal 25b ainsi que le ressort hélicoïdal 25a ont un profil extérieur cylindrique. La figure 6 montre un ressort hélicoïdal 25c, dont le diamètre 25 du fil constitutif atteint sa valeur maximale D au milieu du ressort et diminue en direction des deux extrémités du ressort jusqu'à atteindre un diamètre minimal d. Le profil extérieur du ressort 25c est également cylindrique, et le pas de chaque spire est constant. La figure 7 montre un ressort hélicoïdal 25d, dont la seule diffé30 rence par rapport au ressort 25c consiste pour l'essentiel en ce que le diamètre minimal d du fil constitutif situé au milieu du ressort, augmente progressivement en direction des deux extrémités jusqu'à atteindre un diamètre maximal D. Ce ressort a également un profil extérieur cylindrique et un pas T constant d'une spire à l'autre. La figure 8 montre un ressort hélicoïdal 25e, qui diffère pour l'essentiel du ressort 25 de la figure 2 uniquement par la forme cylindrique de son profil intérieur à la place du profil extérieur. Cependant, le ressort e a également un pas T constant, le diamètre du fil constitutif accusant sa valeur maximale D sur une extrémité du ressort et diminuant progressivement en direction de l'autre extrémité jusqu'à atteindre sa valeur minimale d. La figure 9 montre un ressort hélicoïdal 25f qui diffère également du ressort 25c de la figure 6 uniquement en ce que le profil intérieur du ressort présente une forme cylindrique. Le pas T de chaque spire est constant, et le diamètre maximal D de son fil constitutif se situe au milieu du ressort et diminue progressivement vers les deux extrémités 10 apparentes jusqu'à atteindre une valeur minimal d. Cette variante possède l'avantage que le bord radial extérieur des ouvertures 19,21,23 représentées sur la figure 5 peut avoir une courbure plus importante par rapport aux disques d'embrayage traditionnels, ce qui diminue le risque de déchirures au niveau des angles de ces ouvertures. Bien entendu, les variantes 15 à symétrie axiale des figures 6,7 et 9 peuvent également présenter plusieurs spires dont le fil constitutif est de diamètre constant dans la zone du diamètre de fil maximal D, dans le but d'atteindre des valeurs de tension maximale supérieures. REVENDICATKIO NS 1. Amortisseur de vibrations de torsion, du genre comprenant a) un élément d'entrée (9,11) monté tournant sur un axe de rotation (5), b) un élément de sortie (1) apte à décrire un mouvement de rotation sur l'axe de rotation (5) par rapport à l'élément d'entrée (9,11), c) au moins un ressort hélicoïdal (21) à plusieurs spires de profil cylindrique en fil d'acier, disposé dans des ouvertures (19,21,23) correspondant axialement les unes avec les autres dans l'élément d'entrée (9,11) et 10 dans l'élément de sortie (1), qui assure l'accouplement, flexible en rotation, de l'élément d'entrée (9,11) avec l'élément de sortie (1), caractérisé en ce que le diamètre du fil d'acier varie sur plusieurs spires du ressort hélicoïdal (25) progressivement d'un premier diamètre à un deuxième diamètre. 2. Amortisseur de vibrations de torsion selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort hélicoïdal (25a,25b) présente au moins une spire complète à diamètre de fil constant, suivie de plusieurs spires en fil d'acier, dont le diamètre diminue progressivement. 3. Amortisseur de vibrations de torsion selon la revendication 20 1 ou 2, caractérisé en ce que le diamètre du fil diminue à partir d'un diamètre maximal (D) situé à l'une des extrémités du ressort hélicoïdal (25a,25b) jusqu'à un diamètre minimal (d) situé à l'autre extrémité. 4. Amortisseur de vibrations de torsion selon la revendication 3, caractérisé en ce que le diamètre maximal du fil (D) représente environ 25 un quart de la longueur (L) du ressort hélicoïdal entre les deux extrémités, le diamètre minimal du fil (d) environ un cinquième ou un sixième de la longueur (L) et la longueur (L) environ 1,1 à 1,2 fois le diamètre extérieur (DA) du ressort. 5. Amortisseur de vibrations de torsion selon la revendication 30 I ou 2, caractérisé en ce que le diamètre du fil diminue à partir des deux extrémités du ressort (25d) jusqu'à une valeur minimale (d) située entre les deux extrémités. 6. Amortisseur de vibrations de torsion selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le diamètre du fil augmente à partir des 35 deux extrémités du ressort (25c,25f) jusqu'à atteindre une valeur maximale (D) entre les deux extrémités. 7. Amortisseur de vibrations de torsion selon l'une quelconque des revendications I à 6, caractérisé en ce que le pas des spires, dont le diamètre du fil constitutif varie progressivement, est constant. 8. Amortisseur de vibrations de torsion selon l'une quelconque des revendications I à 6, caractérisé en ce qu'au moins une partie des 5 spires, dont le diamètre du fil constitutif est inférieur au diamètre maximal du fil (D), présente un pas (T2) inférieur au pas (T1) de la spire de diamètre maximal (D). 9. Amortisseur de vibrations de torsion selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les spires en fil d'acier, 10 dont le diamètre varie progressivement, présentent un rayon d'enroulement intérieur constant. 10. Amortisseur de vibrations de torsion selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les spires en fil d'acier, dont le diamètre de fil varie progressivement, présentent un rayon d'enrou15 lement extérieur constant.