Brevet FR2613800A1 — publié le 19881014

"Dispositif amortisseur de torsion, notamment disque de friction d'embrayage pour véhicule automobile" I.a présente invention se rapporte à un amortisseur de torsion, notamment un disque de friction d'embrayage pour véhicule automobile, du genre comportant un support et un moyeu qui sont mobiles angulairement l'un par rapport à l'autre dans les limites d'un débattement angulaire déterminé, le support et le moyeu étant accouplés par deux dispositifs amortisseurs de torsion, d'action étagée, dont l'un, dit premier dispositif ou préamortisseur, est plus faible que l'autre, dit second dispositif ou amortisseur principal comportant un voile monté sur le moyeu avec un jeu permettant ledit débattement angulaire, deux rondelles dites de guidage solidaires l'une de l'autre et disposées axialement de part et d'autre du voile, et des moyens élastiques de débattement angulaire interposés circonféren- tiellement entre voile et rondelles ainsi que des moyens associés de frottement. Dans le brevet FR 2 386 729 on a déjà décrit un tel amortisseur de torsion dans lequel le préamortisseur comporte des moyens élastiques d'amortissement disposés dans la zone d'engrènement prévue entre le moyeu et le voile de l'amortisseur principal. Un palier monté sur-le moyeu et solidaire en rotation de l'une des rondelles de guidage assure seulement le centrage des rondelles de guidage de l'amortisseur principal par rapport au moyeu. Un tel palier n'assure pas le centrage du voile de l'amortisseur principal par rapport au moyeu. Le centrage du voile de l'amortisseur principal par rapport au moyeu est en plus rendu difficile par l'existence d'un jeu radial entre eux, notamment du à leur liaison par échancrures et dentures qui s'emboîtent les unes dans les autres. D'une manière générale, si l'on considère que des forces radiales ne-manquent pas de se développer en cours de fonctionnement au sein de la friction, un mauvais centrage du voile et l'existence d'un jeu radial entre amortisseur principal et moyeu donnent en plus naissance à un phénomène de balourd qui contribue à l'apparition de vibrations entraînant une augmentation de l'usure des différents organes constitutifs de la friction. Le certificat d'addition FR 2 570 147 du 8 Fevrier 1985 décrit certains perfectionnements au disque de friction du brevet FR 2 551 813 du 14 Septembre 1983 et qui est du genre précité. Ces perfectionnements concernent notamment l'attelage entre préamortisseur et amortisseur principal, le préamortisseur comportant un voile, deux rondelles de guidage disposées axialement de part et d'autre du voile et des moyens élastiques de débattement angulaire interposés circonférentiellement entre voile et rondelles, ledit voile étant solidaire en rotation du moyeu, alors que les rondelles de guidage sont solidaires en rotation du voile de l'amortisseur principal. L'attelage entre préamortisseur et amortisseur principal est réalisé au moyen de pions cylindriques saillants sur une rondelle de guidage du préamortisseur et engagés dans des encoches du voile de l'amortisseur principal. Si ces pions, en plus de leur fonction d'accouplement, assurent un positionnement des rondelles de guidage du préamortisseur par rapport au voile de l'amortisseur il n'assurent pas le centrage dudit voile par rapport au moyeu. L'invention remédie à ces inconvénients et vise à réduire les jeux radiaux entre le moyeu et les organes montés sur ce dernier tout en procurant d'autres avantages. Elle offre à cet effet dans un amortisseur du genre considéré, un moyen de centrage constitué par un palier monté libre sur le moyeu et un flasque solidaire du palier qui présente en saillie, en sens axial, des éléments axiaux de centrage du voile de l'amortisseur par rapport au moyeu. Selon une autre disposition avantageuse de l'invention, la surface périphérique externe du palier est en contact avec le bord périphérique de l'une des rondelles de guidage' de l'amortisseur principal et assure ainsi le centrage de celles-ci par rapport au moyeu. Grâce à ces dispositions, on assure à la fois le centrage des rondelles de guidage solidaires du support et le centrage du voile par rapport au moyeu par l'intermédiaire d'une même pièce, avec diminution notable des jeux radiaux en vue d'une meilleure tenue dans le temps de la friction. Selon une autre disposition avantageuse de l'invention, les éléments de centrage tels que des pions axiaux assurent également la solidarisation en rotation du voile et du palier de centrage. Selon une autre disposition avantageuse de l'invention, le flasque du palier présente également en saillie, en sens axial, des entretoises dont les surfaces d'extrémité viennent en contact avec la face adjacente du voile de l'amortisseur principal. Des pions de centrage pourront avantageusement être situés de part et d'autre ou dans le prolongement de chaque entretoise, les entretoises étant régulièrement réparties autour du flasque. Selon encore une autre disposition avantageuse de l'invention, en présence d'un préamortisseur constitué par un voile, par des rondelles de guidage et des moyens élastiques de débattement angulaire interposés circonférentiellement entre voile et rondelles, l'ensemble de ces éléments est logé entre le flasque du palier et le voile de l'amortisseur principal dans l'espace délimité par les entretoises, ces dernières assurant également la solidarisation en rotation des rondelles de guidage du préamortisseur avec le voile de l'amortisseur principal grâce à des pattes prévues à la périphérie externe des rondelles de guidage et entre lesquelles s'engagent les entretoises. D'autres caractéristiques, avantages et détails de l'invention ressortiront de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemple et dans lesquels: - la figure 1 est, avec arrachements, une vue en coupe de l'amortisseur de torsion conforme à l'invention, suivant la flèche I-I de la figure 2; - la figure 2 est une vue en coupe axiale, suivant la ligne brisée II-II de la figure 1; - la figure 3 est une vue en perspective partielle du palier de centrage conforme à l'invention; - et la figure 4 est une demi-vue semblable à la figure 2, d'une autre forme de réalisation. Suivant la forme de réalisation représentée aux figures 1 à 3, l'amortisseur de torsion se rapporte à un disque de friction d'embrayage destiné à l'équipement d'un véhicule automobile, et il comporte un support 10 de garnitures de friction (non représentées) et un moyeu 12 qui sont mobiles angulairement l'un par rapport à l'autre dans les limites d'un débattement angulaire déterminé. Ce disque de friction est destiné par ses garnitures de friction à être serré entre deux plateaux d'embrayage solidaires en rotation d'un premier arbre, en pratique l'arbre moteur du véhicule, tandis que, par son moyeu 12, il est destiné à être calé en rotation sur un deuxième arbre, en pratique l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses de celui-ci. Le support 10 et le moyeu 12 sont accouplés par deux dispositifs amortisseurs de torsion, d'action étagée, dont l'un (A) dit premier dispositif ou préamortisseur est plus faible que l'autre (B) dit second dispositif ou amortisseur principal. Le préamortisseur considéré ici comporte un voile 13A solidarisé en rotation avec le moyeu 12, deux rondelles de guidage métalliques 14A, 15A libres par rapport au moyeu 12 et respectivement disposées axialement de part et d'autre du voile 13A, des moyens élastiques 16, 16'A interposés entre voile et rondelles, et des moyens de tarage et de frottement qui seront décrits ultérieurement. Le voile 13A, avantageusement en matière plastique par exemple renforcé par des fibres de verre, et les rondelles de guidage 14A, 15A s'étendent globalement dans une zone médiane du moyeu 12, autour de celui-ci. A sa périphérie externe, le moyeu 12 présente axialement en saillie sur une partie de sa longueur, des cannelures 20 qui, au droit du voile 13A et au-delà d'un épaulement transversal 29, sont radialement de hauteur réduite, et, à sa périphérie interne, le voile 13A présente lui-même de manière complémentaire des cannelures 22 par lesquelles il est en prise, sans jeu, avec la portion de o10 hauteur réduite des cannelures 20. Dans la forme de réalisation représentée, le voile 13A présente en coupe une forme globalement en T inversé, c'est-à-dire que sa base 13 qui s'engrène avec le moyeu 12 est plus large que son corps proprement dit et forme entretoise pour les rondelles de guidage 14A, 15A qui viennent en appui contre elle. Le préamortisseur A est équipé ici de deux jeux de trois moyens élastiques 16A, 16'A interposés circonférentiellement entre le voile 13A et les rondelles 14A, 15A (figure 1). Ces moyens élastiques sont constitués par des ressorts hélicoïdaux, de relativement faible raideur, avec leurs axes disposés sensiblement tangentiellement à une même circonférence de l'ensemble et individuellement logés pour partie dans des fenêtres 17A, 17'A du voile 13A et pour partie dans des fenêtres 18A des rondelles 14A, 15A. Un palier 50, avantageusement en matière plastique moulée, est monté autour du moyeu 12. Ce palier 50 présente, vers une extrémité, un flasque 51 qui s'étend radialement avec, vers sa périphérie externe et en sens axial, des entretoises 52 prolongées par des pions de centrage 53 destinés à centrer le voile de l'amortisseur principal, comme cela sera décrit plus loin. En se reportant plus particulièrement à la figure 3, chaque entretoise 52 est ici scindée en deux parties 52a, 52b espacées l'une de l'autre, chaque partie étant associée à un pion de centrage 53. Dans l'espace ainsi défini est prévu le passage d'une patte élastique 54 d'orientation axiale issue de la périphérie du flasque 51 et qui vient par son extrémité libre 55, en forme de crochet, se fixer par encliquetage sur la rondelle de guidage opposée 15A du préamortisseur, ce qui permet de réaliser un bloc préassemblé constitué du préamortisseur (rondelles de guidage 14A et 15A, voile de moyeu 13A) et du palier 50. Ce bloc est ensuite propre à être monté sur les cannelures 20 du moyeu 12. Chaque entretoise 52 et chaque patte élastique 54 passent radialement à l'extérieur du voile 13A du préamortisseur. Les entretoises 52 sont par exemple au nombre de trois circonférentiellement régulièrement espacées les unes des autres à la périphérie externe du flasque 51. Chaque rondelle de guidage 14A, 15A du préamortisseur se prolonge à sa périphérie externe et respectivement de part et d'autre de chaque entretoise 52 par deux pattes 26 qui lient en rotation lesdites rondelles avec le flasque 51 du palier 50. Les surfaces périphériques externes des rondelles de guidage 14A, 15A du préamortisseur viennent en contact avec la surface périphérique interne des entretoises 52 (figure 1) qui assurent ainsi également le centrage de ces rondelles par rapport au moyeu 12. Les moyens de frottement et de tarage du préamortisseur A comportent dans la forme de réalisation considérée, Un moyen élastique annulaire 28 monté entre l'épaulement transversal 29 du moyeu 12, formé entre les cannelures 20 de hauteur différente, et la rondelle de guidage 15A adjacente à cet épaulement 29. Ce moyen élastique 28 est constitué ici par une rondelle Belleville centrée sur le moyeu 12 et qui sollicite l'ensemble du préamortisseur A en direction du flasque 51 du palier 50, la rondelle de guidage 14A venant en appui contre le flasque. Le montage de la rondelle 28 peut être obtenu par des échancrures prévues à sa périphérie interne et calées en rotation sur les cannelures 20 du moyeu 12. Dans le flasque 51 du palier 50 sont ménagés des dégagements 56 en regard des dégagements 18 des rondelles de guidage 14A et 15A pour le logement des ressorts d'amortissement 16A, 16'A du préamortisseur. Le deuxième dispositif amortisseur de torsion ou amortisseur princial B comporte lui-même un voile 13B et deux rondelles de guidage 14B, 15B disposées respectivement de part et d'autre de celui-ci. Deux jeux de trois moyens élastiques 16B, 16'B sont interposés circonférentiellement entre le voile 13B et les rondelles 14B, 15B (figure 1). Ces moyens élastiques 16B, 16'B de plus forte raideur que les moyens élastiques 16A, 16'A du préamortisseur sont ici constitués par des ressorts hélicoidaux dont les axes sont disposés sensiblement tangentiellement à une même circonférence de l'ensemble et individuellement logés pour partie dans des fenêtres 17B, 17'B du voile 13B et pour partie dans des fenêtres 18B des rondelles de guidage 14B, 15B. Le tracé en coupe axiale du voile 13B dégage en regard de la rondelle de guidage 14B l'espace nécessaire pour le logement du préamortisseur A. Ce dégagement est réalisé ici par un coude 30 qui se situe dans la zone des contacts avec les ressorts d'amortissement 16B, 16'B du côté radialement intérieur, donc plus proche du moyeu 12. Le voile 13B présente à sa périphérie interne des cannelures 31 qui s'engrènent avec le jeu angulaire prescrit sur les cannelures 20 de plus grande hauteur du moyeu 12 (figure 1). Comme illustré à la figure 2, le voile 13B de l'amortisseur principal est monté sur le moyeu 12 de manière à ce que la surface d'extrémité de chaque entretoise 52 du flasque 51 vienne en contact avec la paroi adjacente du voile 13B, alors que les pions de centrage 53 s'engagent dans des encoches correspondantes du voile 13B qui se trouve ainsi centré par rapport au moyeu 12 et solidarisé en rotation avec le flasque 51. Dans l'espace situé entre la rondelle de guidage 15B et le voile principal 13B, c'est-à-dire du côté de ce voile qui est à l'opposé du préamortisseur A, est disposée une rondelle d'application et de frottement 32 qui présente des pattes axiales 33 engagées avec jeu dans des encoches correspondantes prévues dans la rondelle de guidage 15B. Une rondelle de tarage 34 de l'amortisseur principal est montée entre la rondelle 32 et la rondelle de guidage B. Il s'agit ici d'une rondelle Belleville centrée par un épaulement 35 prévu vers la périphérie interne de la rondelle 26. Cette rondelle 34 sollicite le voile 13B en direction du flasque 51 du palier 50, c'est-à-dire assure le contact entre les entretoises 52 et le voile 13B. Vers son extrémité interne, la rondelle de guidage 15B vient en appui contre une face d'une rondelle de frottement 36 montée sur le moyeu 12 et dont l'autre face est calée contre l'épaulement transversal 37 délimité entre les cannelures 20 de plus grande hauteur et le corps proprement dit du moyeu 12. Dans l'espace situé entre l'autre rondelle de guidage 14B et le flasque 51 du palier 50, est disposée une rondelle de frottement 38. Le bord intérieur de la rondelle de guidage 14B, recourbée vers l'extérieur pour en augmenter la portée radiale, est en contact avec la surface périphérique externe du palier 50. Les rondelles de guidage 14B, 15B de l'amortisseur princial sont solidarisées par des moyens usuels tels que des colonnettes (non représentées) l'une à l'autre et avec le support 10 de garnitures de friction. La variante de réalisation illustrée à la figure 4, o les références déjà utilisées ci-dessus ont été reprises pour désigner des parties d'éléments inchangés, se distingue de la précédente par certains détails concernant essentiellement le flasque 51 du palier 50 et la structure du préamortisseur A. Les entretoises 52 du flasque 51 sont ici de forme cylindrique, traversent le voile 13A du préamortisseur et se terminent par les pions 53 de solidarisation en rotation et de centrage du voile 13B de l'amortisseur principal. Ces pions 53, de diamètre inférieur à celui des entretoises 52, s'engagent dans des encoches du voile 13B et délimitent avec ces dernières des épaulements contre lesquels vient en appui la paroi adjacente du voile 13B sous la sollicitation du ressort de tarage 34. La rondelle de guidage 15A du préamortisseur A vient en appui par son bord périphérique interne contre l'épaulement 29 délimité entre les cannelures 20 de hauteur différente. Du côté opposé à l'épaulement 29, la rondelle de guidage 15A présente un bossage 40 par lequel elle vient en contact avec la paroi adjacente du voile 13A du préamortisseur A. La rondelle de guidage 14A du préamortisseur A vient par une face en appui contre le flasque 51 du palier 50, alors qu'un moyen élastique 41 de frottement et de tarage est monté entre l'autre face de la rondelle 14A et le voile 13A du préamortisseur. Ce moyen élastique annulaire 41 est constitué ici par une rondelle Belleville possédant des ouvertures pour le passage des entretoises 52 qui assurent ainsi le centrage de la rondelle 41. Cette rondelle de tarage 41 sollicite, d'une part, la rondelle de guidage 14A en appui contre le flasque 51 du palier 50 et, d'autre part, par le voile 13A du préamortisseur, la rondelle de guidage 15A contre l'épaulement 29 du moyeu 12. Comme précédemment, les rondelles de guidage 14A, 15A du préamortisseur A sont solidarisées en rotation du flasque 51 du palier 50 par des pattes 26 situées de part et d'autre des entretoises 52 qui assurent également le centrage de ces rondelles par rapport au moyeu 12. Dans tous les cas le fonctionnement de l'amortisseur de torsion peut s'analyser comme suit en considérant successivement les régimes de transmission de couples faibles, forts et très forts. Au régime de couples faibles, par exemple en position de point mort de la boite de vitesses d'un véhicule automobile, le couple résistant rencontré par le moyeu 12 calé sur l'arbre d'entrée de la boite de vitesses étant voisin de zéro, le mouvement transmis par les rondelles de guidage 14B15B se répercute de manière pratiquement directe sur le voile 13B de l'amortisseur principal, la raideur des ressorts 16B, 16B' de débattement angulaire étant d'un ordre de grandeur supérieur aux forces mises en jeu à ce stade. Dans les limites du jeu angulaire ménagé entre le voile principal 13B et le moyeu 12, le mouvement est donc transmis par ledit voile, par l'intermédiaire des pions d'accouplement 53 aux rondelles de guidage du préamortisseur lesquelles le transmettent au voile 13A en comprimant d'abord les ressorts 16A de plus faible raideur, ledit voile 13A (ou 40) étant de son côté solidarisé avec le moyeu 12. Les oscillations susceptibles de se développer au sein du préamortisseur sont amorties par le frottement du ressort de tarage 29 (ou 41) entre le voile et l'une des rondelles de guidage du préamortisseur, et par le frottement entre le palier 50 et le moyeu 12. Après saturation des deux groupes de ressorts 16A et 16'A du préamortisseur, celui-ci cesse d'intervenir et l'on aborde le régime des couples forts. A ce régime ce sont les ressorts d'amortissement du groupe 16B de moindre raideur que ceux du groupe 16'B qui se compriment à mesure que s'accroit le couple à transmettre et il n'existe plus de mouvements relatifs au niveau du préamortisseur. Les oscillations qui peuvent tendre à prendre naissance au sein de l'amortisseur principal sont amorties par les frottements, d'une part, du voile sur la rondelle de frottement 36 calée sur le moyeu 12 et, d'autre part, entre la rondelle de guidage 14B et le palier 50. Lorsque les ressorts d'amortissement du groupe 16B sont saturés, on aborde le régime des couples très forts o interviennent enfin les ressorts d'amortissement de raideur maximale du groupe 16'B. A partir de ce moment les pattes de la rondelle 33 d'application et de frottement se trouvent entraînées par l'un des bords de l'échancrure ménagée & cet effet sur le bord radialement interne des fenêtres de logement des ressorts 16B dans le voile 13B et la rondelle 107 intervient comme moyen de frottement d'amortissement au contact de la rondelle de guidage 15B. L'invention a été décrite en référence à une friction d'embrayage pour véhicule automobile o le support 10 est associé à des garnitures de frottement. En particulier, le support 10 peut être associé à un élément moteur quelconque et ne former qu'une seule pièce avec l'une des rondelles de guidage de l'amortisseur principal. Avantageusement, le palier 50 est en matière plastique, éventuellement renforcé par des fibres de verre, adaptée aux ressorts de faible raideur 16A, 16'A associés pour ne pas oblitérer leur action, et est issu de moulage. L'invention n'est donc pas limitée aux modes de réalisation décrits, en particulier les pions de centrage peuvent s'engager avec un certain jeu circonférentiel dans les encoches du voile principal, et il est également possible d'envisager une inversion de structure au niveau des éléments de centrage, c'est-à-dire que le voile de moyeu principal porte en saillie axiale des pattes, pions ou analogues propres à coopérer avec la périphérie interne ou externe des entretoises du palier pour assurer le centrage du voile. REVENDICATIONS 1) Amortisseur de torsion, notamment disque de friction d'embrayage, pour véhicule automobile, du genre comportant un support et un moyeu qui sont mobiles angulairement l'un par rapport à l'autre dans les limites d'un débattement angulaire déterminé, le support et le moyeu étant accouplés par deux dispositifs amortisseurs de torsion, d'action étagée, dont l'un, dit premier dispositif ou préamortisseur, est plus faible que l'autre, dit second dispositif ou amortisseur principal comportant un voile monté sur le moyeu avec un jeu permettant ledit débattement angulaire, deux rondelles dites de guidage solidaires l'une de l'autre et disposées axialement de part et d'autre du voile, et des moyens élastiques de débattement angulaire interposés circonférentiellement entre voile et rondelles ainsi que des moyens associés de frottement, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de centrage constitué par un palier (50) monté libre sur le moyeu (12) et un flasque (51) solidaire du palier (50) s'étendant radialement entre l'une (14B) des rondelles de guidage (14B, 15B) et le voile 13B) de l'amortisseur principal (B) et présentant en saillie, en sens axial, des éléments axiaux (53) de centrage du voile (13B) par rapport au moyeu (12). 2) Amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits éléments sont des pions axiaux (53) qui s'engagent dans des encoches du voile (13B) de l'amortisseur principal (13B) et solidarisent en rotation ledit palier (50) avec ledit voile (13B). 3) Amortisseur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la surface périphérique externe du palier (50) est en contact de frottement avec le bord périphérique interne de l'une (14B) des rondelles de guidage de l'amortisseur principal (B) et assure le centrage de celles-ci par rapport au moyeu (12). 4) Disque selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit flasque (51) présente également, en sens axial, des entretoises (52) dont les surfaces d'extrémité viennent en contact avec la face adjacente du voile (13B). ) Amortisseur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le préamortisseur (A) est monté entre le flasque (51) et le voile (13B) dans l'espace délimité par les entretoises (52). 6) Amortisseur selon la revendication 5, dans lequel le préamortisseur (A) est constitué par un voile (13A) solidaire en rotation du moyeu (12) et par deux rondelles de guidage (14A, 15A) disposées axialement de part et d'autre du voile (13A), caractérisé en ce que chaque rondelle (14A, 15A) se prolonge à sa périphérie externe et respectivement de part et d'autre de chaque entretoise (52) par deux pattes (26) pour les solidariser en rotation avec le voile (13B) de l'amortisseur principal (B). 7) Amortisseur selon la revendication 6, caractérisé en ce que les surfaces périphériques des rondelles de guidage (14A, 15A) sont en contact avec la surface périphérique interne des entretoises (52) qui assurent leur centrage par rapport au moyeu (12). 8) Amortisseur selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que ledit flasque (51) présente en sens axial des languettes élastiques (54) qui assurent une liaison axiale entre les rondelles de guidage (14A, 15A) du préamortisseur (A), les entretoises (52) d'une part, et ces languettes élastiques (54), d'autre part, passant radialement à l'extérieur du voile (13A) du préamortisseur (A). 9) Amortisseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le flasque (51) présente des dégagements (56) pour le logement des ressorts d'amortissement (16A,16'A) du préamortisseur. ) Amortisseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit palier (50) est en matière plastique et réalisé par moulage.